JP7477431B2 - 冷凍装置 - Google Patents
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Description
冷凍装置の分野では、冷凍装置の冷却能力を向上させる目的で、複数台の室外機ユニットを負荷器に並列に接続することが一般的である。
特許文献1に記載された冷凍装置では、室外機ユニットがケーシング内部に固有のレシーバを有している。複数台の室外機ユニットが負荷器に並列に接続される場合、負荷器から各室外機ユニットに供給される冷媒は、各室外機ユニット固有のレシーバを経由して圧縮機に供給される。
図1に冷凍装置1の構成を示す。
本実施形態の冷凍装置1は、複数台の室外機ユニット2と、別置きユニット3と、負荷器4と、を備える。本実施形態の冷凍装置1は、2台の室外機ユニット2を備えている。
図2に、図1で示した室外機ユニット2の冷媒回路構成を示す。
室外機ユニット2は、第一ケーシング20と、該第一ケーシング20にそれぞれ収容されている圧縮機21と、個別アキュムレータ22と、オイルセパレータ23と、ガスクーラ25と、第一電子膨張弁26と、第二電子膨張弁29と、を有する。
これら圧縮機21、個別アキュムレータ22、オイルセパレータ23、ガスクーラ25、第一電子膨張弁26、第二電子膨張弁29は、室外機ユニット配管200によってそれぞれ接続されている。
図3に、図1で示した別置きユニット3の冷媒回路構成を示す。
別置きユニット3は、第二ケーシング30と、該第二ケーシング30にそれぞれ収容されている共通レシーバ31と、第三電子膨張弁34と、過冷却コイル33と、共通アキュムレータ32と、を有する。
これら共通レシーバ31、第三電子膨張弁34、過冷却コイル33、共通アキュムレータ32は、別置きユニット配管300によってそれぞれ接続されている。
第二ケーシング30は、第一ケーシング20とは独立して配置されている。
別置きユニット3は、負荷器側送液管301及び負荷器側吸入管302を介して負荷器4に接続されている。
負荷器4は、冷蔵庫や冷凍庫、及び商品を冷却または冷蔵して陳列するショーケース等の冷蔵冷凍機器である。
負荷器4は、負荷器本体40と、負荷器側膨張弁42と、負荷器側熱交換器41と、を有する。
負荷器4は、別置きユニット3から負荷器側送液管301を介して液冷媒の供給を受ける。
負荷器側膨張弁42は、負荷器本体40に収容されている。負荷器側膨張弁42は、別置きユニット3から供給される液冷媒の流量を調整することで、商品の冷却温度を調整する。
負荷器側熱交換器41は、負荷器本体40に収容されている。負荷器側熱交換器41は、別置きユニット3から供給される液冷媒と負荷器本体40内の空気とを熱交換することで、商品を冷却する。熱交換後の温まった冷媒は、負荷器側吸入管302を介して別置きユニット3に送られる。
各室外機ユニット2の内部では、複数の圧縮機21は、個別アキュムレータ22に圧縮機吸入管205を介して並列に設けられている。また、複数の圧縮機21は、別置きユニット3の共通レシーバ31に冷媒配管を介して並列に設けられている。本実施形態の室外機ユニット2は、2台の圧縮機21を備えている。
本実施形態では、フロン等と比較して圧縮比が大きいCО2を冷媒として用いている。
個別アキュムレータ22は、別置きユニット3の共通アキュムレータ32から吸入管202を介して供給されるガス冷媒及び冷凍機油を気相と液相とに分離する。個別アキュムレータ22は、圧縮機吸入管205を介して各圧縮機21に分離後のガス冷媒を供給する。この際、分離されて個別アキュムレータ22内に溜まった冷凍機油がガス冷媒に所定の混合比率で再度混合される。ガス冷媒及び冷凍機油は、各圧縮機21の第一段圧縮部21aに圧縮機吸入管205を介してそれぞれ均等に供給される。
各室外機ユニット2には、圧縮機21と同じ個数のオイルセパレータ23が設けられており、各オイルセパレータ23は、各圧縮機21に対応するように吐出管210を介して接続されている。
ガスクーラ25には、オイルセパレータ23から送られる高温高圧のガス冷媒がガス管204を介して供給される。ガスクーラ25は、供給されたガス冷媒と、送風機(不図示)から送り込まれる空気とを熱交換し、該ガス冷媒を凝縮する。本実施形態では、2つのガスクーラ25がオイルセパレータ23にガス管204を介して並列に設けられている。ガスクーラ25で凝縮された冷媒は気液二相状態となり、送液管203を介して該ガスクーラ25にそれぞれ並列に接続されている第一電子膨張弁26及び第二電子膨張弁29に送られる。
第一電子膨張弁26は、ガスクーラ25で凝縮された冷媒を膨張させ、低温低圧の冷媒に変える。第一電子膨張弁26を経た冷媒は、気相の割合が高くなる。第一電子膨張弁26に所定の開度で減圧膨張された冷媒は、気液二相状態のまま、送液管203を介して別置きユニット3の共通レシーバ31に送られる。
送液管203には、圧縮機21と同じ個数の第二電子膨張弁29が設けられている。各第二電子膨張弁29は、ガスクーラ25で凝縮された冷媒を所定の開度で減圧膨張させ、低温低圧の冷媒に変える。第二電子膨張弁29に減圧膨張された冷媒は、ガス冷媒となる。減圧膨張後のガス冷媒は、第二電子膨張弁29後続のバイパス管を介した後に、バイパス管後続の冷媒配管201内で集中レシーバから供給されるガス冷媒に合流する。冷媒配管21内で合流したガス冷媒は、圧縮機21の第二段圧縮部22aに供給される。
以下、図3を参照して別置きユニット3の冷媒回路構成を説明する。
共通レシーバ31には、冷媒配管201と、送液管203と、液管303と、が接続されている。
共通レシーバ31は、各室外機ユニット2のガスクーラ25で凝縮され、気液二相状態となった冷媒を送液管203より受け入れ、気相の状態であるガス冷媒と、液相の状態である液冷媒とに分離する。
共通レシーバ31内で分離されたガス冷媒は、冷媒配管201を介して各室外機ユニット2の圧縮機21の第二段圧縮部22aにそれぞれ均等に供給される。
共通レシーバ31から各室外機ユニット2の圧縮機21へ向かうガス冷媒は、逆止弁27を経由する。逆止弁27は、ガス冷媒が冷媒配管201内で圧縮機21から共通レシーバ31へ向かう方向に逆流することを防いでいる。
液管303が最初に分岐した後の他方の液管303も上記と同様の構成である。
負荷器4を経由した冷媒は、負荷器側膨張弁42で減圧膨張されて液相の割合が増加し、さらに負荷器側熱交換器41を経て負荷器4内の冷凍機油が混合した状態となる。
過冷却コイル33は、第三電子膨張弁34によって減圧膨張された液冷媒を内部に流通させることで、一方及び他方の液管303内の他方の液冷媒と熱交換し、該他方の液冷媒を冷却する。過冷却コイル33内で熱交換し、温まった液冷媒は、過冷却管304を介して共通アキュムレータ32へ送られる。
共通アキュムレータ32には、負荷器側吸入管302と、過冷却管304と、吸入管202と、が接続されている。
共通アキュムレータ32は、過冷却管304を介して供給された熱交換後の冷媒を気相と液相とに分離する。また、負荷器4から負荷器側吸入管302を介して供給された冷媒及び冷凍機油を気相と液相とに分離する。
以上が別置きユニット3内部での冷媒回路構成の説明である。
本開示の実施形態に係る冷凍装置1は、各室外機ユニット2間で共通とされた共通レシーバ31が別置きユニット3に設けられる構成であり、共通レシーバ31が各室外機ユニット2の圧縮機21にガス冷媒を均等に供給する。つまり、各室外機ユニット2の圧縮機21に冷媒が供給される前に各室外機ユニット2固有のレシーバで冷媒が気液分離されることがない。
これにより、室外機ユニット2間で圧縮機21に供給される冷媒量が偏ることを抑制できる。したがって、室外機ユニット2間の冷媒量の偏りによって生じる冷凍装置1の冷却性能の低下を抑制できる。
また、複数の室外機ユニット2のレシーバを共通化することで、各室外機ユニット2にレシーバを設ける必要がなくなる。これにより、各室外機ユニット2を軽量化することができる。
これにより、負荷器4から送られるガス冷媒及び冷凍機油の混合比率が不安定な冷媒が各室外機ユニット2に供給されることがない。つまり、室外機ユニット2間で圧縮機21に供給されるガス冷媒及び冷凍機油の量が偏ることを抑制できる。したがって、室外機ユニット2間の冷凍機油の量の偏りによって生じる冷凍装置1の冷却性能の低下を抑制できる。
また、各室外機ユニット2に過冷却コイル33を設ける必要がなくなり、各室外機ユニット2をより軽量化することができる。
以上、本開示の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成は各実施形態の構成に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内での構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本開示は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
これにより、設置のスペースに制約がある領域に複数の室外機ユニット2または別置きユニット3のどちらかを設けられる。したがって、設置のスペースに制約がない領域に、制約がある領域においたユニット以外のユニットを配置することができ、配置に係る設計の自由度が増加する。
また、上記同様の目的で、一の室外機ユニット2のみを他の室外機ユニット2及び別置きユニット3から離して配置する構成をとってもよい。
これにより、配置に係る設計の自由度が増加する。また、室外機ユニット2及び別置きユニット3を近接させて配置した際の美観が向上する。
オイルポット24は、各圧縮機21内に供給される冷凍機油の偏りを抑制するために設けられている。
また、オイルポット24同士は、均油管208を介して接続されている。均油管208は、各オイルポット24間で貯留される油量の偏りをなくすために設けられている。
実施形態に記載の冷凍装置1は、例えば以下のように把握される。
Claims (6)
- 第一ケーシングと、
前記第一ケーシングに収容されている個別アキュムレータと、
前記第一ケーシングに収容され、前記個別アキュムレータから冷凍機油が供給される圧縮機と、
を有する複数の室外機ユニットと、
前記第一ケーシングとは独立して配置されている第二ケーシングと、
前記第二ケーシングに収容されている共通レシーバと、
を有する別置きユニットと、
前記共通レシーバと、複数の前記室外機ユニットの前記圧縮機と、をそれぞれ並列に接続し、前記共通レシーバから前記圧縮機へ冷媒を供給する冷媒配管と、
を備える冷凍装置。 - 前記別置きユニットは、前記第二ケーシングに収容されている共通アキュムレータをさらに有し、
前記共通アキュムレータと、複数の前記室外機ユニットの前記個別アキュムレータと、をそれぞれ接続し、前記共通アキュムレータから前記個別アキュムレータへ前記冷凍機油を供給する吸入管をさらに備える請求項1に記載の冷凍装置。 - 前記別置きユニットは、過冷却コイルをさらに有しており、
前記過冷却コイルは、前記第二ケーシングに収容されている請求項1または2に記載の冷凍装置。 - 複数の前記室外機ユニットは、前記第一ケーシングに収容されている前記圧縮機を複数有している請求項1から3のいずれか一項に記載の冷凍装置。
- 複数の前記室外機ユニットは、複数の前記圧縮機と同じ個数のオイルセパレータを有しており、
複数の前記オイルセパレータは、前記第一ケーシングに収容されている請求項4に記載の冷凍装置。 - 前記第二ケーシングの縦、横、高さの寸法のうちいずれかは、前記第一ケーシングの縦、横、高さの寸法のうちいずれかと同一である請求項1から5のいずれか一項に記載の冷凍装置。
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