JPH0527574U - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、無駄な動力が消費される事なく安
定して而も確実にデフロストを可能にし、而も熱交換器
１４のパイプ故障が生じても冷凍サイクル運転を停止す
る事なく修理可能に構成した冷凍装置を提供する事を目
的とする。 【構成】本考案は、図１に示すように、前記冷却塔１５
と徐霜用熱交換器１４及び凝縮器２間をシリーズ連結す
る事なく、前記冷却塔１５と徐霜用熱交換器１４間を循
環させる第１の循環回路３１と、前記冷却塔１５と凝縮
器２間を循環させる第２の循環回路３２とを並設させる
と共に、夫々の循環回路に夫々専用的に循環させる第一
及び第二のポンプ３３、３４を設け、デフロスト時に前
記第一のポンプ３３を駆動させ、冷却塔１５と徐霜用熱
交換器１４間を直接循環可能に構成した事を特徴とす
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は冷凍装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

圧縮機、冷却器、凝縮器とともに、冷却器から圧縮機への吸入管途中をバイパ スして該バイパス回路に徐霜用熱交換器を配し、該徐霜用熱交換器と凝縮器の熱 交換を冷却塔からの循環水を利用して行なうようにした水冷式の冷凍装置は公知 であり、例えば特公昭５７ー１２９４８号に開示されている。

【０００３】 その構成を前記公報中の第１図に基づいて説明するに、本従来技術は、圧縮機 １、凝縮器２、デフロスト時閉となる液送り電磁弁６、膨張弁１９、空気冷却器 ３を有する冷凍サイクルにおいて、圧縮機１からの吐出管１８の適所を、デフロ スト時開となるホットガス送り電磁弁７を介して冷却器３へ接続するとともに、 冷却器３からの冷媒戻り管１７の適所にデフロスト時に閉となるサクション電磁 弁５を設けて、このサクション電磁弁５と並列に熱交換器１４を設け、かつ、前 記凝縮器２へ冷却塔１５からの冷却水を送水せしめるようにして、凝縮器２から 出た冷却水は前記熱交換器１４へ供給させられた後冷却塔１５へ送られて再び凝 縮器２へ供給させられるようにした冷凍装置であり、特に本従来技術はホットガ スデフロスト時に冷却塔１５からの冷却水を、冷却塔１５→凝縮器２→熱交換器 １４→冷却塔１５と循環するように構成する事により、冷却塔１５からの冷却水 の凝縮器２にて回収した熱が大気にそのまま放出される事なく、次の熱交換器１ ４において徐霜後の冷媒の蒸発用に有効利用され、この結果冷却水の熱エネルギ ーの損失が少なく冷却塔１５の負荷軽減等が達成される等の作用効果を得る事が 出来る。尚、図中８は減圧弁、９、９’は冷却水制御弁、１０は分配器、１１は 入口ヘッダである。

【０００４】 従って本従来技術は、前記冷却器３に圧縮機よりのホットガスを供給してデフ ロストを行ないつつ、前記冷却器３が凝縮器、熱交換器１４が蒸発器として機能 するデフロストサイクルを構成しつつ、前記熱交換器１４が蒸発と凝縮と同時に 機能するために、前記凝縮器２内に蓄熱された残余の熱を利用して熱交換を行な う事が出来、この面では有利である。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら本従来技術においては、冷却塔１５と凝縮器２と熱交換器１４が シリーズ連結となっている事が逆に種々の欠点が発生する要素となる。 即ちシリーズ連結であるために無駄な圧損が生じ易く消費電力が増大するのみ ならず、前記シリーズ連結された循環回路は冷凍サイクル中でも凝縮器２の熱を 奪熱する冷却系として使用されるものである為に、言換えれば冷凍サイクルにお ける流量馬力に合せて前記循環経路のポンプ等の駆動力を設定しなければならな いために、デフロスト時に必要な循環流量より大なる駆動力で水循環させなけれ ばならず、無駄な駆動力の利用につながる。 又シリーズ連結である事は、熱交換器１４のパイプ故障の時完全に運転を停止 しなければ冷凍サイクル部品の故障修理が出来ないという欠点が生じる。

【０００６】 かかる欠点を解消するために、特公平２ー２０９１６号の公報の図に示すよう に、前記冷却塔、凝縮器、熱交換器の循環経路中にバイパスラインを設けてこの バイパスラインに冷却運転時は閉止しているが、デフロスト運転時は開となる冷 却水バイパス弁を設け、ホットガスデフロスト時に冷却塔からの冷却水を、冷却 塔→凝縮器→熱交換器→冷却塔と循環する冷却水の一部を分流して冷却塔→熱交 換器→冷却塔にも循環するように構成し、前記凝縮器に流れる冷却水を減少する ように構成した技術が提案されている。

【０００７】 かかる従来技術によればホットガスデフロスト時に循環経路が分流されるため に、循環経路中の圧損が低減されるが、冷凍機と凝縮器と熱交換器がシリーズ連 結している基本的な構造には何等変化が生じる事なく、又冷凍サイクルにおける 流量馬力に合せて該循環経路のポンプ等の駆動力を設定しなければならない事も 同様であり、デフロスト時に無駄な駆動力が消費される事となる。 又熱交換器のパイプ故障の時完全に運転を停止しなければその修理が出来ない という欠点も解消し得ない。

【０００８】 本考案はかかる従来技術の欠点に鑑み、無駄な動力が消費される事なく安定し て而も確実にデフロストを可能にし、而も熱交換器のパイプ故障が生じても冷凍 サイクル運転を停止する事なく修理可能に構成した冷凍装置を提供する事を目的 とする。

【０００９】

【課題を解決する為の手段】

本考案は、図１に示すように、前記冷却塔１５と徐霜用熱交換器１４及び凝縮 器２間をシリーズ連結する事なく、前記冷却塔１５と徐霜用熱交換器１４間を循 環させる第１の循環回路３１と、前記冷却塔１５と凝縮器２間を循環させる第２ の循環回路３２とを並設させると共に、夫々の循環回路に夫々専用的に循環させ る第一及び第二のポンプ３３、３４を設け、デフロスト時に前記第一のポンプ３ ３を駆動させ、冷却塔１５と徐霜用熱交換器１４間を直接循環可能に構成した事 を特徴とする。 この場合、好ましくは前記冷却塔１５又は／及び第２の循環回路３２中に潛熱 蓄熱剤を封入するのがよく、更に必要に応じて前記徐霜用熱交換器１４中に潛熱 蓄熱剤を封入してもよい。

【００１０】

【作用】

先ず本考案は基本的には、冷凍サイクル中は、冷却塔１５と凝縮器２間を第２ のポンプ３４を介して循環させる事により、凝縮器２内で発生した熱を冷却水と 熱交換しながら冷却塔１５内の貯溜水及び循環水を大気温度に維持させ、一方ホ ットガスデフロスト時においては、前記第２のポンプ３４を停止して第１のポン プ３３を駆動する事により、冷却水の循環回路が切換わり、徐霜用熱交換器１４ と冷却塔１５を循環され、これにより冷却塔１５内の大気温度近くに蓄熱した熱 を利用して加温した冷却水により熱交換器１４内で冷却器３をデフロストした後 の冷媒の蒸発を行う事が出来る。

【００１１】 従って冷凍サイクル及びデフロストサイクルのいずれも専用的な冷却水循環サ イクルを形成できるために、最も適正な駆動力のポンプを使用出来るために、特 にデフロスト時に消費電力の浪費の防止と共に、デフロストを行なうのに最適な 流量を得る事が可能となる。

【００１２】 又本考案は前記従来技術の様にシリーズ連結ではなく、冷却塔と夫々のサイク ルで必要な機器のみ（熱交換器１４若しくは凝縮器２）を連結するパラレル連結 である為に、無駄な圧損が生じる事がなく、その分夫々のポンプの駆動力を低下 し得る。 例えば前記第１の従来技術との間で駆動力の比較を行なうと、シリーズ連結し た場合基本的に循環回路が長くなる為に圧損が生じるのみならず、熱交換器１４ と凝縮器２夫々に負荷抵抗が加わる為に、循環水量及び水圧のいずれも不必要に 大きくせねばならず、結果として駆動ポンプが相当大になる。 特に冷凍サイクルにおいては凝縮器自体の負荷抵抗は小さいが大きな流量が必 要であり、一方デフロストサイクルでは熱交換器１４の負荷抵抗は大きいが大き な流量を必要としない。 しかしながら前記両機器をシリーズ連結するとると凝縮器２側の大流量ととも に（熱交換器１４＋凝縮器２＋冷却塔１５）の負荷抵抗を満足する駆動動力を必 要とする。 而もこの場合熱交換器側では本来必要としない流量が流れる為にその負荷抵抗が 無用に大きくなってしまい、必然的に大きな駆動動力を必要とし、例えば必要水 量が５７０ｌ／minの場合、夫々の負荷抵抗が熱交換器（１２．２）＋凝縮器（ ２．６）＋冷却塔（４．０）となり、全負荷抵抗１８．８mH₂Oとなり、この結果 必要とする駆動動力が３．７Ｋｗ必要となる。

【００１３】 しかしながらパラレル構成にすると、循環回路が（熱交換器＋冷却塔）と（凝 縮器＋冷却塔）に２つに分れ、而も（熱交換器＋冷却塔）の必要流量は凝縮器側 の流量に比して大幅に小（５４０→１７０ｌ／min）であるために、循環流量が 小さくなれば負荷抵抗も大幅に小さくなる。 例えば循環器側の必要水量が５４０ｌ／minの場合、夫々の負荷抵抗は凝縮器 （２．６）＋冷却塔（４．０）となり、全負荷抵抗６．６mH₂Oとなり、この結果 必要とする駆動動力が１．５Ｋｗであり、一方熱交換器側では、必要水量が１７ ０ｌ／minと小さいために、夫々の負荷抵抗は熱交換器がシリーズ連結の場合に 比較して（４．４）と大幅に低下し、冷却塔（４．０）を合計すると、全負荷抵 抗８．４mH₂Oとなり、この結果必要とする駆動動力も０．７５Ｋｗである。 従って本考案においては第１及び第２の循環回路３１、３２の両者が同時に運 転した場合においてもシリーズ連結の６０％の駆動力で済み、而も実際は前記両 者が同時駆動する事なく選択的に駆動するものであるために、実際の動力低減率 は冷凍サイクル時で４０％、デフロスト時で約２０％と大幅に低減される事が確 認されている。

【００１４】 又本考案は冷凍サイクル時に前記熱交換器１４内を冷却水が流れる事がないた めに、パイプ故障があった場合に運転を停止する事なく、その間に熱交換器１４ 内のパイプ故障等の修理が可能である。 又、前記冷却塔１５内に潛熱蓄熱剤１５１を封入する事により、冷凍サイクル 中に凝縮熱を冷却塔１５内に蓄熱出来、特に大気温度が低い冬期などに有利であ るのみならず、冷却塔１５自体の容量も小さく出来る。。 又デフロスト時に、冷凍サイクル用の第２の循環サイクルを適時運転する事も可 能であり、この場合前記冷却塔１５とともに第２の循環回路３２中にも潛熱蓄熱 剤を封入する事により冷却塔１５の一層の小型化を図れる。 更に必要に応じて前記徐霜用熱交換器１４中に潛熱蓄熱剤を封入してもよい。 これにより循環水の吸熱が十分行なわれ、短時間でデフロストが可能となる。

【００１５】

【実施例】

以下、図面に基づいて本考案の実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実 施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特 定的な記載がない限りは、この考案の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単 なる説明例に過ぎない。 図１は実施例を示すフロー構成図で、 前記従来技術との差異を中心に説明するに、冷却塔１５は冷却水噴射ノズルの下 方に潛熱蓄熱剤１５１が配設されており、冷凍サイクルにおいては凝縮器２と熱 交換された加温水が第２のポンプにより第２の循環回路３２を通って冷却塔１５ 内の噴射ノズルより潛熱蓄熱剤１５１に噴射されることにより凝縮熱が蓄熱され 、一方デフロストサイクルにおいては噴射ノズルより潛熱蓄熱剤に噴射され加温 された冷却水が第１のポンプにより第１の循環回路３１を通って徐霜用熱交換器 １４に供給可能に構成される。

【００１６】 ２１は冷凍サイクル時冷却器３通過後の冷媒ガスにより凝縮液を熱交換し、冷 却エントロピーを高める為の過冷却器、２２は流量調整弁、２３及び２４はデフ ロスト時閉となる電磁弁、２５はデフロスト開となる電磁弁である。 又凝縮器２は負荷と熱交換され、一方冷却器３は外気熱源と熱交換され、これ によりシステムを構成する。

【００１７】 次にかかる実施例の作用を説明する。 先ず冷凍サイクルにおいては、電磁弁２３及び２４を開、電磁弁２５を閉とし た後、圧縮機１を運転する事により、圧縮された冷媒ガスが凝縮器２内の前記冷 却塔１５よりの冷却水と熱交換して凝縮された後、該凝縮液を電磁弁２４を通っ て過冷却器３で冷却した後、膨張弁１９で蒸発させ冷却器３内に外気熱源と熱交 換した後、電磁弁２３、過冷却器３を通って圧縮機に戻入される。 そして該サイクルでは第１のポンプ３３を停止させ第２のポンプ３４のみを駆 動させる事により前記冷却塔１５内の冷却水が、第２の循環回路３２を通って凝 縮器２と熱交換されて加温された後、冷却塔１５内の噴射ノズルより潛熱蓄熱剤 １５１に噴射して前記凝縮熱を繰り返し潛熱蓄熱剤１５１に蓄熱させる。

【００１８】 次にデフロストサイクルにおいては、電磁弁２３及び２４を閉、電磁弁２５を 開とした後、圧縮機を運転する事により、圧縮されたホットガスが電磁弁２５を 通って冷却器３内に外気熱源と熱交換して凝縮且つデフロストを行なった後、流 量調整弁２２を介して徐霜用熱交換器１４に導入され、該交換器１４内で冷却水 と熱交換して蒸発した後、圧縮機１に戻入される。 そして該サイクルでは第２のポンプ３４を停止させ第１のポンプ３３を駆動さ せる事により前記冷却塔１５内の冷却水が、蓄熱剤１５１との接触により加温さ れた加温水が第１の循環回路３１を通って前記熱交換器１４内に導入され、前記 冷媒の蒸発熱として利用された後、冷却塔１５内の噴射ノズルより潛熱蓄熱剤１ ５１に噴射して該蓄熱剤１５１より奪熱して以下前記動作を繰り返す。

【００１９】 従って本実施例は基本的には前記第１及び第２の循環回路を選択的に循環させ て冷凍サイクルとデフロストサイクルを円滑に運転させるものであるが、前記ホ ットガスデフロスト中も圧縮機１よりの圧縮冷媒が凝縮器２内に僅かに流入する 場合があり、この場合、その凝縮を行なう為にホットガスデフロスト中でも前記 第２のポンプを駆動させて第１及び第２の循環サイクルが並行して運転される場 合がある。

【００２０】

【効果】

以上記載のごとく本考案によれば、無駄な動力が消費される事なく安定して而 も確実にデフロストを可能にし、而も熱交換器のパイプ故障が生じても冷凍サイ クル運転を停止する事なく修理可能に構成した冷凍サイクルを提供し得る。等の 種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の基本構成図。

【符号の説明】

２ 凝縮器 １５ 冷却塔 １４ 徐霜用熱交換器 ３１ 第１の循環回路 ３２ 第２の循環回路 ３３ 第一のポンプ ３４ 第二のポンプ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、冷却器、凝縮器とともに、冷却
   器から圧縮機への吸入管途中をバイパスして該バイパス
   回路に徐霜用熱交換器を配し、該徐霜用熱交換器と凝縮
   器の熱交換を冷却塔からの循環水を利用して行なうよう
   にした冷凍装置において、 第１のポンプを介して前記冷却塔と徐霜用熱交換器間を
   循環させる第１の循環回路と、第２のポンプを介して前
   記冷却塔と凝縮器間を循環させる第２の循環回路とを設
   け、デフロスト時に前記第１のポンプを駆動させ、冷却
   塔と徐霜用熱交換器間を直接循環可能に構成した冷凍装
   置
2. 【請求項２】 前記冷却塔又は／及び第２の循環回路中
   に潛熱蓄熱剤を封入した請求項１記載の冷凍装置
3. 【請求項３】 前記徐霜用熱交換器中に潛熱蓄熱剤を封
   入した請求項１記載の冷凍装置