JP5819006B2 - 冷凍装置 - Google Patents
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Description
例えば、低温側循環回路の蒸発器の霜取り運転を行う際に時には、低温側循環回路の圧縮機を停止させ、高温側循環回路の圧縮機を運転している。また、低温側循環回路の圧縮機が停止(サーモオフ)した状態において、低温側循環回路の圧縮機を再起動する場合、高温側循環回路の圧縮機を起動した後、所定時間経過後に、低温側循環回路の圧縮機を再起動している。
例えば、低温側循環回路の冷媒に二酸化炭素を使用した場合において、低温側循環回路の設計圧力を、3〜4MPa程度に抑えるためには、低温側循環回路の蒸発器の霜取り運転時に、約30〜40分程度余分に高温側循環回路の圧縮機を運転する必要がある。この霜取り運転は、1日に4〜5回程度実施される。
このような低温側循環回路の圧力の上昇に対応するべく、低温側循環回路を構成する各部材の構造が頑丈にする必要がある。例えば、冷媒配管の肉厚を厚くする必要がある。このため、製造コストが増加してしまうという問題点があった。
また、低温側循環回路の冷媒の圧力が、設計圧力以上に上昇した場合には、安全弁から冷媒が放出される場合がある。この場合、低温側循環回路に冷媒を補充する必要が生じる。
また、低温側循環回路の圧縮機の停止時及び再起動時に、高温側冷媒回路の圧縮機を運転せずに、低温側循環回路の冷媒の圧力上昇を抑制することができる冷凍装置を得るものである。
また、低温側循環回路の設計圧力を低くすることができる冷凍装置を得るものである。
なお、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
[構成]
図1は、この発明の実施の形態1における冷凍装置の冷媒回路図である。
図1に示すように、冷凍装置は、高温側循環回路A、及び低温側循環回路(負荷側回路)Bを有する。
高温側循環回路Aと低温側循環回路Bとは、カスケードコンデンサ8を介して、カスケード接続されている。
冷凍装置は、高温側循環回路Aと低温側循環回路Bとのそれぞれで、冷媒を循環させることで二元冷凍サイクルを行う。
なお、本実施の形態1では、2つの冷媒回路を備えた二元冷凍サイクルについて説明するが、本発明に係る冷凍装置には、3つ以上の冷凍サイクルを備えた冷凍装置(多元冷凍装置)が含まれる。
高温側循環回路Aは、高温側圧縮機1と、高温側凝縮器2と、高温側膨張弁3と、高温側蒸発器4と、を有する。
高温側圧縮機1と、高温側凝縮器2と、高温側膨張弁3と、高温側蒸発器4とは、冷媒配管によって、直列に配管接続されている。
高温側圧縮機1は、吸入した冷媒を圧縮して、高温且つ高圧の状態にして吐出する。
高温側凝縮器2は、高温側圧縮機1から吐出された冷媒と、空気との間で熱交換を行う。
高温側蒸発器4は、高温側膨張弁3で減圧された冷媒と、低温側循環回路Bの低温側凝縮器7を流れる冷媒との間で熱交換を行う。
カスケードコンデンサ8は、例えばプレート式の熱交換器で構成される。
なお、カスケードコンデンサ8は、プレート式の熱交換器に限定されず、シェルアンドチューブ式の熱交換器、又は二重管式の熱交換器などでも良い。
高温側凝縮器2は、本発明における「第1凝縮器」に相当する。
高温側膨張弁3は、本発明における「第1絞り装置」に相当する。
高温側蒸発器4は、本発明における「第1蒸発器」に相当する。
低温側循環回路Bは、低温側圧縮機5と、補助コンデンサ6と、低温側凝縮器7と、受液器9と、低温側流量調整弁10と、低温側第1電磁弁11と、低温側蒸発器12と、低温側高圧圧力センサ27と、低温側低圧圧力センサ28と、を有する。
低温側圧縮機5と、補助コンデンサ6と、低温側凝縮器7と、受液器9と、低温側第1電磁弁11と、低温側流量調整弁10と、低温側蒸発器12とは、冷媒配管によって、直列に配管接続されている。
低温側凝縮器7と低温側圧縮機5との間の配管には、低温側第2電磁弁17を介して、膨張タンク18a、膨張タンク18b、及び膨張タンク18cが接続されている。
低温側低圧圧力センサ28は、低温側圧縮機5の吸入側の圧力を検出する。
冷却ユニット13は、例えば、冷蔵冷凍ショーケース、ユニットクーラとして利用される。
冷却ユニット13は、液配管15と、ガス配管16とで、低温側循環回路Bに配管接続されている。
なお、膨張タンクユニット筐体31は本発明における「膨張タンクユニット」に相当する。
低温側圧縮機5は、吸入した冷媒を圧縮して、高温且つ高圧の状態にして吐出する。
補助コンデンサ6は、低温側圧縮機5から吐出された冷媒と、空気との間で熱交換を行う。
受液器9は、低温側凝縮器7から流出した冷媒のうち、余剰の冷媒を貯留する。
低温側流量調整弁10は、温度式自動膨張弁又は電子式膨張弁で構成される。
低温側蒸発器12は、低温側流量調整弁10で減圧された冷媒と、流体(例えば、空気、水、冷媒、又はブライン等)との間で熱交換を行う。
膨張タンク18は、内部に冷媒が貯えられる。
膨張タンク18は、例えば外径が400mm以下である。
低温側凝縮器7は、本発明における「第2凝縮器」に相当する。
低温側流量調整弁10は、「第2絞り装置」に相当する。
低温側蒸発器12は、本発明における「第2蒸発器」に相当する。
低温側第2電磁弁17は、本発明における「開閉弁」に相当する。
高温側圧縮機1から吐出された高温高圧で気相状態の冷媒は、高温側凝縮器2へ流入する。
高温側凝縮器2へ流入した冷媒は、空気との熱交換によって凝縮液化され、高圧で液相状態の冷媒となる。
高温側凝縮器2から流出した高圧で液相状態の冷媒は、高温側膨張弁3で減圧され、低温低圧で気液二相状態の冷媒となる。
この低温低圧で気液二相状態の冷媒は、カスケードコンデンサ8を構成する高温側蒸発器4で、低温側循環回路Bの低温側凝縮器7を流れている冷媒と熱交換して蒸発し、低圧で気相状態の冷媒となる。
このとき、低温側循環回路Bの低温側凝縮器7を流れている冷媒は、冷却される。
高温側蒸発器4から流出した冷媒は、高温側圧縮機1に再度吸入される。
低温側圧縮機5から吐出された高温高圧で気相状態の冷媒は、補助コンデンサ6に流入する。
この補助コンデンサ6では、高温高圧で気相状態の冷媒と空気とが熱交換し、冷媒が冷却されて若干温度が下がった状態になる。
補助コンデンサ6で冷却された冷媒は、カスケードコンデンサ8を構成する低温側凝縮器7に流入する。
この低温低圧で気液二相状態の冷媒は、カスケードコンデンサ8を構成する高温側蒸発器4で、低温側循環回路Bの低温側凝縮器7を流れている冷媒と熱交換して蒸発し、低圧で気相状態の冷媒となる。
低温側凝縮器7に流入した冷媒は、高温側循環回路Aの高温側蒸発器4を流れている冷媒と熱交換して凝縮し、低温高圧の液相状態の冷媒となる。
このとき、高温側循環回路Aの高温側蒸発器4を流れている冷媒は、加温される。
受液器9に流入した冷媒は、一部が余剰冷媒として蓄えられ、残りが低温側流量調整弁10に流入する。
低温側流量調整弁10に流入した高圧で液相状態の冷媒は、減圧され、気液二相状態の冷媒となる。
この低温低圧で気液二相状態の冷媒は、低温側蒸発器12に流入する。
低温側蒸発器12では、冷媒が流体(例えば空気)と熱交換して蒸発し、高温低圧の気相状態の冷媒となる。
このとき、冷却ユニット13では冷却対象空間が冷却される。
低温側蒸発器12から流出した低圧で気相状態の冷媒は、低温側圧縮機5に再度吸入される。
また、受液器9の代わりに低温側圧縮機5の吸入側にアキュムレーター等の受液器を接続するようにしてもよい。
つまり、受液器9は、冷凍装置の用途及び使用される冷媒等によって、接続の有無、種類の選定を決定すればよい。
図2は、この発明の実施の形態1における冷凍装置の構成図である。
図2に示すように、室外ユニット14は、高温側筐体19と、低温側筐体20とを備える。
高温側筐体19及び低温側筐体20は、外形が同一の筐体で構成されている。
高温側筐体19及び低温側筐体20は、底板を共通架台21で共有している。
高温側筐体19及び低温側筐体20は、共通架台21上に隣接して設置されている。
高温側送風機22は、高温側筐体19の上部に設置され、高温側凝縮器2に空気を供給する。
高温側制御コントローラ24は、高温側機器の各種制御を実行する。
低温側送風機23は、低温側筐体20の上部に設置され、高温側凝縮器2に空気を供給する。
低温側制御コントローラ26は、低温側機器の各種制御を実行する。
低温側制御コントローラ26は、低温側第2電磁弁17を制御する。
図3は、図2の室外ユニットをA方向から見た構成図である。
図3に示すように、膨張タンクユニット筐体31は、高温側筐体19および低温側筐体20の横に間隔を空けて配置されている。
膨張タンク18a、18b、18cは、膨張タンクユニット筐体31に収納されている。
膨張タンクユニット筐体31は、膨張タンクユニット架台30と、支え31bと、支え31cとを有する。
膨張タンクユニット架台30の上に、膨張タンク18aを搭載する。
支え31bの上に、膨張タンク18bを搭載する。
支え31cの上に、膨張タンク18cを搭載する。
つまり、膨張タンク18a、18b、18cは、膨張タンクユニット筐体31に、垂直方向に並んで搭載されている。
膨張タンク18bの下部には、配管32bが接続されている。
膨張タンク18cの下部には、配管32cが接続されている。
配管32a、配管32b、配管32cは、配管32に集合し、低温側第2電磁弁17に接続されている。
配管32a、32b、32cを、膨張タンク18a、18b、18cの下部に接続するのは、冷凍機油を確実に回収するためである。
また、膨張タンク18a、18b、18cは、膨張タンクユニット筐体31に収納したが、膨張タンク18a、18b、18cを積み上げても良い。
膨張タンク18a、18b、18cを、縦方向に並べて配置することによって、膨張タンクユニット筐体31の奥行きを400mm程度となる。
高温側筐体19及び低温側筐体20の奥行きは、800mm程度である。
高温側凝縮器2及び補助コンデンサ6の吸い込みスペースを、300mm確保することとする。
このため、膨張タンクユニット筐体31と室外ユニット14とを、1500mm程度のスペースに設置することができる。
図4においては、以下の条件において、高温側循環回路A及び低温側循環回路Bの冷媒の循環が停止し、冷媒温度が周囲温度に上昇した場合の、低温側循環回路Bの冷媒の圧力と、低温側循環回路Bの回路内容積との関係を示している。
低温側循環回路Bの冷媒は、二酸化炭素である。
室外ユニット14の周囲温度(外気温度)は、46℃である。
低温側循環回路Bの低温側圧縮機5の称呼出力は、約28kW(約10馬力)である。
低温側蒸発器12の内容積は、約72リットルである。
低温側圧縮機5、補助コンデンサ6、低温側凝縮器7、及び、受液器9の内容積は、約40リットルである。
冷却ユニット13と室外ユニット14とをつなぐ液配管15及びガス配管16(以下「延長配管」ともいう)の長さが70mの場合、内容積は約48リットルである。
即ち、延長配管の長さが70mの場合、約160リットルに、膨張タンク18a、18b、18cの内容積を加えた値が、低温側循環回路Bの回路内容積である。
例えば、低温側循環回路Bの設計圧力を、R410Aを使用した場合と同等である4.15MPaとする場合、必要となる回路内容積(図中▲印)は約400リットルとなる。
上述した条件においては、膨張タンク18の合計内容積は、400リットルと160リットルとの差である240リットルが必要となる。
したがって、膨張タンク18a、18b、18cの3個のタンクを設ける場合、外径が270mm(肉厚8mm)で、長さが約1500mmとなる。
上述した条件においては、膨張タンク18の合計内容積は、300リットルと160リットルとの差の140リットルが必要となる。
この場合、外径が270mm(肉厚8mm)で、長さが約1500mmの膨張タンク18が2個でよい。
例えば、冷凍能力が28kWの冷凍装置において、R410Aを使用する場合にはガス配管16の配管径がφ31.75mmであるのに対し、二酸化炭素を使用する場合には、ガス配管16の配管径をφ19.05mmとすることが可能である。
ただし、配管内容積を確保するために、二酸化炭素を使用する場合であっても、HFC冷媒を使用した場合の配管と同じ配管径(φ31.75mm)にすれば、延長配管の内容積を増加させることができる。
例えば、延長配管の長さが70mの場合、ガス配管16の配管径をφ19.05mmからφ31.75mmに変更すると、内容積が約40リットル増加する。
よって、膨張タンク18の内容積を低減できる。
例えば、周囲温度が32℃程度であれば、膨張タンク18の容量又は個数を削減できる。
よって、低温側循環回路Bを構成する各部材の製造コストを低減できる。
例えば、膨張タンク18を設けずに、低温側循環回路Bの設計圧力を8.5MPaとした場合、プレートフィンチューブ式の低温側蒸発器12の内部に通す銅配管(ヘアピン)の仕様は、例えばφ9.52mm(肉厚0.8mm)程度になる。
一方、膨張タンク18を設けて、設計圧力を4.15MPaとした場合、低温側蒸発器12のヘアピンの仕様は、φ9.52mm(肉厚0.35mm)程度になる。
このように、ヘアピンの肉厚が半分程度にでき、材料費だけでも半分程度になる。
同様に、低温側圧縮機5、補助コンデンサ6、カスケードコンデンサ8、受液器9、液配管15、ガス配管16、膨張タンク18についても肉厚を低下することができる。
即ち、低温側循環回路Bの設計圧力を4.15MPa以下とした冷凍装置は、低温側循環回路Bの設計圧力が8.5MPaの冷凍装置と比較して、製造コストを半分以下に抑えることができる。
以下、図5の各ステップに基づき説明する。
低温側制御コントローラ26は、低温側圧縮機5が停止している際に、低温側高圧圧力センサ27で検出された低温側圧縮機5の吐出側の圧力と、低温側低圧圧力センサ28で検出された低温側圧縮機5の吸入側の圧力とを取得する。
そして、低温側圧縮機5の吸入側の圧力及び吐出側の圧力の少なくとも一方が、予め設定した圧力値P1以上であるか否かを判断する。
低温側圧縮機5の吸入側の圧力及び吐出側の圧力の少なくとも一方が、予め設定した圧力値P1以上でない場合、ステップS1を繰り返す。
なお、圧力値P1は、本発明における「第1圧力値」に相当する。
低温側圧縮機5の吸入側の圧力及び吐出側の圧力の少なくとも一方が、予め設定した圧力値P1以上である場合、低温側制御コントローラ26は、低温側第2電磁弁17を開状態にする。
これによって、低温側循環回路Bの冷媒が、膨張タンク18a、18b、18cのそれぞれに流入する。即ち、低温側循環回路Bの回路内容積が増加し、冷媒の圧力が低下する。
低温側制御コントローラ26は、低温側圧縮機5の吸入側の圧力又は吐出側の圧力が、予め設定した圧力値P2以下であるか否かを判断する。
低温側圧縮機5の吸入側の圧力又は吐出側の圧力が、予め設定した圧力値P2以下でない場合、ステップS2に戻り、低温側第2電磁弁17の開状態を維持する。
ここで、圧力値P2は、圧力値P1と比較して低い値に設定する。
なお、圧力値P2は、本発明における「第2圧力値」に相当する。
低温側圧縮機5の吸入側の圧力又は吐出側の圧力が、予め設定した圧力値P2以下である場合、低温側制御コントローラ26は、低温側第2電磁弁17を閉状態にして、ステップS1に戻る。
このように、冷媒の圧力が低下した場合には、低温側第2電磁弁17を閉状態にして、膨張タンク18への冷媒の流入を停止させる。これによって、低温側圧縮機5の再起動時における冷媒の回収を短時間で行うことができる。
本実施の形態1における低温側第2電磁弁17は、通電時に閉状態となる電磁弁である。このため、停電等によって、低温側圧縮機5が停止している際にも、低温側第2電磁弁17は開状態となり、低温側循環回路Bの回路内容積が増加し、冷媒の圧力が低下する。
低温側制御コントローラ26は、低温側圧縮機5の再起動時に、予め設定した時間の間、低温側第2電磁弁17を開状態にする。
即ち、低温側圧縮機5の起動時に、低温側第2電磁弁17を開状態とし、予め設定した時間経過後、低温側第2電磁弁17を閉状態にする。
これによって、膨張タンク18内の冷媒を、低温側循環回路B内に回収することができる。
このため、低温側循環回路Bの低温側圧縮機5が停止している際における、低温側循環回路Bの冷媒の圧力上昇を抑制することができる。
また、低温側循環回路Bの低温側圧縮機5の停止時及び再起動時に、高温側循環回路Aの高温側圧縮機1を運転せずに、低温側循環回路Bの冷媒の圧力上昇を抑制することができる。
また、低温側循環回路Bの設計圧力を低くすることができる。
このため、低温側循環回路Bの構成部品である、低温側圧縮機5、補助コンデンサ6、カスケードコンデンサ8、受液器9、低温側蒸発器12(ショーケース、ユニットクーラ)、液配管15、及びガス配管16、並びに、膨張タンク18を、汎用性のあるHFC冷媒で使用の材料を使うことができる。
よって、地球温暖化に対応可能な二酸化炭素冷媒を使って、HFC冷媒の機種からのコストアップを大幅に抑えることができる。
また、低温側循環回路Bの低温側圧縮機5が停止(サーモオフ)した後の再起動時に、高温側循環回路Aの高温側圧縮機1を起動したから所定時間の経過を待って、低温側圧縮機5を再起動する必要が無くなる。このため、プルダウン速度が遅くなることがない。
図6は、この発明の実施の形態2における冷凍装置の構成図である。
図6に示すように、配管33aは、膨張タンク18aの上部から膨張タンク18a内に差し込まれる。配管33aの端部は、膨張タンク18aの底に近い位置に配置される。
配管33bは、膨張タンク18bの上部から膨張タンク18b内に差し込まれる。配管33bの端部は、膨張タンク18bの底に近い位置に配置される。
配管33cは、膨張タンク18cの上部から膨張タンク18c内に差し込まれる。配管33cの端部は、膨張タンク18cの底に近い位置に配置される。
配管33a、配管33b、配管33cは、配管33に集合し、低温側第2電磁弁17に接続されている。
配管33a、33b、33cの端部を、膨張タンク18a、18b、18cの底に近い位置に配置するのは、冷凍機油を確実に回収するためである。
本実施の形態2においても、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
図7は、この発明の実施の形態3における冷凍装置の構成図である。
図7に示すように、高温側筐体19及び低温側筐体20の共通架台21の下部に、膨張タンク架台35を設けている。
膨張タンク架台35の上に、膨張タンク18a、18b、18cに搭載する。
つまり、膨張タンク架台35は、高温側筐体19及び低温側筐体20の下に隣接して配置され、膨張タンク18a、18b、18cは、膨張タンク架台35に、水平方向に並んで搭載されている。
なお、膨張タンク架台35は本発明における「膨張タンクユニット」に相当する。
膨張タンク18bの下部には、配管34bが接続されている。
膨張タンク18cの下部には、配管34cが接続されている。
配管34a、配管34b、配管34cは、配管34に集合し、低温側第2電磁弁17に接続されている。
配管34a、34b、34cを、膨張タンク18a、18b、18cの下部に接続するのは、冷凍機油を確実に回収するためである。
本実施の形態3においても、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
また、高温側筐体19及び低温側筐体20の共通架台21の下部に、膨張タンク架台35を設けているので、上記実施の形態1と比較して、膨張タンク18と室外ユニット14との設置幅(奥行き)を小さくすることができる。
例えば、膨張タンク18の外径が300mm以下であれば、室外ユニット14の奥行きを1000mm以下にできる。
よって、膨張タンク18があるにもかかわらずコンパクトな冷凍装置を提供できる。
図8は、この発明の実施の形態4における冷凍装置の構成図である。
図8に示すように、配管36aは、膨張タンク18aの上部から膨張タンク18a内に差し込まれる。配管36aの端部は、膨張タンク18aの底に近い位置に配置される。
配管36bは、膨張タンク18bの上部から膨張タンク18b内に差し込まれる。配管36bの端部は、膨張タンク18bの底に近い位置に配置される。
配管36cは、膨張タンク18cの上部から膨張タンク18c内に差し込まれる。配管36cの端部は、膨張タンク18cの底に近い位置に配置される。
配管36a、配管36b、配管36cは、配管36に集合し、低温側第2電磁弁17に接続されている。
配管36a、36b、36cの端部を、膨張タンク18a、18b、18cの底に近い位置に配置するのは、冷凍機油を確実に回収するためである。
本実施の形態4においても、実施の形態3と同様の効果を得ることができる。
上記実施の形態1〜4では、高温側循環回路Aと低温側循環回路Bとをカスケード接続した冷凍装置について説明したが、本実施の形態5では、2段圧縮する冷凍装置について説明する。
図9に示すように、本実施の形態5の冷凍装置は、低段側圧縮機55、高段側圧縮機51、中間冷却器54、低段側第1電磁弁57、低段側第1流量調整弁56、及び低段側蒸発器58が順次配管接続され、冷媒が循環する循環回路を備えている。
また、ガスクーラ52の出口側を分岐し、中間冷却用流量調整弁53及び中間冷却器54を通過して減圧した冷媒を、低段側圧縮機55と高段側圧縮機51との間に供給する中間圧回路を備えている。
低段側蒸発器58と低段側圧縮機55との間の配管には、低段側第2電磁弁62を介して、膨張タンク63a、膨張タンク63b、及び膨張タンク63cが接続されている。
低段側低圧圧力センサ65は、低段側圧縮機55の吸入側の圧力を検出する。
低段側冷却ユニット59は、例えば、冷蔵冷凍ショーケース、ユニットクーラとして利用される。
低段側冷却ユニット59は、低段側液配管60と、低段側ガス配管61とで、循環回路に配管接続されている。
低段側第2電磁弁62は、コントローラ66によって制御される。
高段側圧縮機51は、本発明における「第2段圧縮機」に相当する。
ガスクーラ52は、本発明における「放熱器」に相当する。
低段側第1流量調整弁56は、本発明における「絞り装置」に相当する。
低段側蒸発器58は、本発明における「蒸発器」に相当する。
低段側第2電磁弁62は、本発明における「開閉弁」に相当する。
コントローラ66は、本発明における「制御部」に相当する。
低段側蒸発器58を流出した低圧で気相状態の冷媒(図10のF点)は、低段側圧縮機55に吸い込まれ、中間圧力まで圧縮される。
低段側圧縮機55から吐出された過熱蒸気(図10のG点)は、中間冷却器54を流出した中間圧の冷媒と合流し(図10のH点)、高段側圧縮機51に入る。
ガスクーラ52を流出した冷媒の大部分は、中間冷却器54の高圧側を通って、さらに過冷却を増した状態(図10のM点)となり、低段側第1流量調整弁56に流入する。
この低温低圧で気液二相状態の冷媒は、低段側蒸発器58に流入する。
低段側蒸発器58では、冷媒が流体(例えば空気)と熱交換して蒸発し、高温低圧の気相状態の冷媒となる。
このとき、低段側冷却ユニット59では冷却対象空間が冷却される。
低段側蒸発器58から流出した低圧で気相状態の冷媒(図10のF点)は、低段側圧縮機55に再度吸入される。
中間冷却器54の中間圧側に流入した冷媒は、中間冷却器54の高圧側を流れる冷媒と熱交換して、低段側第1電磁弁57へ向かう高圧ガス(図10のK点)の過冷却度を大きくする(図10のM点)。
中間冷却器54の中間圧側は、冷媒液と蒸気が共存する状態にあるが、ここから乾き飽和状態に近い蒸気(図10H点)が高段側圧縮機51に吸い込まれる。
低段側第2電磁弁62の制御動作は、上述した実施の形態1における低温側第2電磁弁17の制御動作と同様の技術思想を適用することができる。
以下、図11の各ステップに基づき説明する。
コントローラ66は、低段側圧縮機55が停止している際に、低段側高圧圧力センサ64で検出された低段側圧縮機55の吐出側の圧力と、低段側低圧圧力センサ65で検出された低段側圧縮機55の吸入側の圧力とを取得する。
そして、低段側圧縮機55の吸入側の圧力及び吐出側の圧力の少なくとも一方が、予め設定した圧力値P1以上であるか否かを判断する。
低段側圧縮機55の吸入側の圧力及び吐出側の圧力の少なくとも一方が、予め設定した圧力値P1以上でない場合、ステップS11を繰り返す。
なお、圧力値P1は、本発明における「第1圧力値」に相当する。
低段側圧縮機55の吸入側の圧力及び吐出側の圧力の少なくとも一方が、予め設定した圧力値P1以上である場合、コントローラ66は、低段側第2電磁弁62を開状態にする。
これによって、循環回路の冷媒が、膨張タンク63a、63b、63cのそれぞれに流入する。即ち、循環回路の回路内容積が増加し、冷媒の圧力が低下する。
コントローラ66は、低段側圧縮機55の吸入側の圧力又は吐出側の圧力が、予め設定した圧力値P2以下であるか否かを判断する。
低段側圧縮機55の吸入側の圧力又は吐出側の圧力が、予め設定した圧力値P2以下でない場合、ステップS12に戻り、低段側第2電磁弁62の開状態を維持する。
ここで、圧力値P2は、圧力値P1と比較して低い値に設定する。
なお、圧力値P2は、本発明における「第2圧力値」に相当する。
低段側圧縮機55の吸入側の圧力又は吐出側の圧力が、予め設定した圧力値P2以下である場合、コントローラ66は、低段側第2電磁弁62を閉状態にして、ステップS11に戻る。
このように、冷媒の圧力が低下した場合には、低段側第2電磁弁62を閉状態にして、膨張タンク63への冷媒の流入を停止させる。これによって、低段側圧縮機55の再起動時における冷媒の回収を短時間で行うことができる。
本実施の形態5における低段側第2電磁弁62は、通電時に閉状態となる電磁弁である。このため、停電等によって、低段側圧縮機55が停止している際にも、低段側第2電磁弁62は開状態となり、循環回路の回路内容積が増加し、冷媒の圧力が低下する。
コントローラ66は、低段側圧縮機55の再起動時に、予め設定した時間の間、低段側第2電磁弁62を開状態にする。
即ち、低段側圧縮機55の起動時に、低段側第2電磁弁62を開状態とし、予め設定した時間経過後、低段側第2電磁弁62を閉状態にする。
これによって、膨張タンク63内の冷媒を、循環回路内に回収することができる。
このため、循環回路の低段側圧縮機55が停止している際における、循環回路の冷媒の圧力上昇を抑制することができる。
また、循環回路の設計圧力を低くすることができる。よって、低温側循環回路Bを構成する各部材の製造コストを低減できる。
Claims (9)
- 第1圧縮機、第1凝縮器、第1絞り装置、及び第1蒸発器が順次配管接続され、冷媒が循環する第1循環回路と、
第2圧縮機、第2凝縮器、第2絞り装置、及び第2蒸発器が順次配管接続され、冷媒が循環する第2循環回路と、
前記第1蒸発器と前記第2凝縮器とで構成され、前記第1蒸発器を流れる冷媒と前記第2凝縮器を流れる冷媒とが熱交換を行うカスケードコンデンサと、
前記第2蒸発器と前記第2圧縮機との間の配管に開閉弁を介して接続された複数の膨張タンクと、
前記開閉弁を制御する制御部と、を備え、
前記第1圧縮機、前記第1凝縮器、前記第1絞り装置、前記第1蒸発器、前記第2圧縮機、および前記第2凝縮器は、室外ユニットに搭載され、
前記複数の膨張タンクは、膨張タンクユニットに搭載され、
前記制御部は、
前記第2圧縮機が停止している際に、前記第2圧縮機の吸入側の圧力及び吐出側の圧力の少なくとも一方が、第1圧力値以上の場合、前記開閉弁を開状態にし、前記第2圧縮機の吸入側の圧力及び吐出側の圧力が、前記第1圧力値と比較して低い第2圧力値以下の場合、前記開閉弁を閉状態にし、
前記第2圧縮機の再起動時に、予め設定した時間の間、前記開閉弁を開状態にする
ことを特徴とする冷凍装置。 - 前記膨張タンクユニットは、前記室外ユニットの横に間隔を空けて配置され、
前記複数の膨張タンクは、前記膨張タンクユニットに、垂直方向に並んで搭載された
ことを特徴とする請求項1記載の冷凍装置。 - 前記膨張タンクユニットは、前記室外ユニットの下に隣接して配置され、
前記複数の膨張タンクは、前記膨張タンクユニットに、水平方向に並んで搭載された
ことを特徴とする請求項1記載の冷凍装置。 - 前記複数の膨張タンクと前記開閉弁と接続する配管の、前記複数の膨張タンク側の端部は、前記複数の膨張タンクの下部に接続された
ことを特徴とする請求項1または2記載の冷凍装置。 - 前記複数の膨張タンクと前記開閉弁と接続する配管の、前記複数の膨張タンク側の端部は、前記複数の膨張タンクの上部から差し込まれ、前記複数の膨張タンクの底部に配置された
ことを特徴とする請求項1または2記載の冷凍装置。 - 前記開閉弁は、通電時に閉状態となる電磁弁である
ことを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の冷凍装置。 - 前記第2循環回路を循環する冷媒は、二酸化炭素である
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の冷凍装置。 - 前記第2循環回路を循環する冷媒は、二酸化炭素であり、
前記第2蒸発器と前記第2圧縮機との間の配管の径は、
前記第2循環回路を循環する冷媒にHFCを使用した場合の配管の径と同じとした
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の冷凍装置。 - 第1段圧縮機、第2段圧縮機、放熱器、絞り装置、及び蒸発器が順次配管接続され、冷媒が循環する循環回路と、
前記放熱器の出口側を分岐し、前記冷媒を減圧して、前記第1段圧縮機と前記第2段圧縮機との間に供給する中間圧回路と、
前記蒸発器と前記第2段圧縮機との間の配管に開閉弁を介して接続された膨張タンクと、
前記開閉弁を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第2段圧縮機が停止している際に、前記第2段圧縮機の吸入側の圧力及び吐出側の圧力の少なくとも一方が、第1圧力値以上の場合、前記開閉弁を開状態にし、前記第2段圧縮機の吸入側の圧力及び吐出側の圧力が、前記第1圧力値と比較して低い第2圧力値以下の場合、前記開閉弁を閉状態にし、
前記第2段圧縮機の再起動時に、予め設定した時間の間、前記開閉弁を開状態にする
ことを特徴とする冷凍装置。
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