TWI721326B - Heat exchanger for refrigerating device and refrigerating device - Google Patents
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Abstract
本發明的問題在於提供一種冷凍裝置用熱交換器,可以在不使冷卻能力降低的前提下,延長所需的除霜動作的實行間隔。 為了解決上述問題,本發明提供一種冷凍裝置用熱交換器,具備:第1熱交換器(3A),其具有第1冷媒配管線路;第2熱交換器(3B),其具有串聯連接於第1冷媒配管線路上的第2冷媒配管線路,且與第1熱交換器(3A)並列設置;多個散熱片(3f),其橫跨連結於第1冷媒配管線路的配管(3cA)與第2冷媒配管線路的配管(3cB)上;及,送風機(FM1),其對第1熱交換器(3A)和第2熱交換器(3B)送風。多個散熱片(3f)相互平行地相對向並列設置,第1冷媒配管線路的配管(3cA)和第2冷媒配管線路的配管(3cB),以正交貫穿於多個散熱片的方式連結,第1熱交換器(3A)與第2熱交換器(3B),以使第1熱交換器(3A)成為送風的上游側的方式並列設置。The problem of the present invention is to provide a heat exchanger for a refrigerating device that can extend the interval between required defrosting operations without reducing the cooling capacity. In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a heat exchanger for refrigeration equipment, including: a first heat exchanger (3A) having a first refrigerant piping line; and a second heat exchanger (3B) having a series connection to the second heat exchanger 1 The second refrigerant piping line on the refrigerant piping line is arranged in parallel with the first heat exchanger (3A); a plurality of fins (3f) spanning the piping (3cA) connected to the first refrigerant piping line and the first 2 On the piping (3cB) of the refrigerant piping line; and, the blower (FM1), which blows air to the first heat exchanger (3A) and the second heat exchanger (3B). A plurality of radiating fins (3f) are arranged in parallel and facing each other in parallel, and the piping (3cA) of the first refrigerant piping line and the piping (3cB) of the second refrigerant piping line are connected so as to penetrate through the plurality of radiating fins orthogonally. The first heat exchanger (3A) and the second heat exchanger (3B) are arranged side by side so that the first heat exchanger (3A) becomes the upstream side of the blowing air.
Description
本發明關於一種冷凍裝置用熱交換器及冷凍裝置,尤其關於一種可選擇性地實行冷卻運轉與升溫運轉的冷凍裝置與用於此冷凍裝置的冷凍裝置用熱交換器。The present invention relates to a heat exchanger for a refrigerating device and a refrigerating device, and more particularly to a refrigerating device capable of selectively performing a cooling operation and a temperature increasing operation, and a heat exchanger for the refrigerating device used in the refrigerating device.
作為用於向便利商店等配送商品的冷凍車,載置有以下冷凍裝置的冷凍車得以實際應用,該冷凍裝置由於能夠使裝載於庫內的貨物維持在最佳溫度而不受室外溫度影響,因此,不僅可以將庫內冷卻,還可以升溫。 根據該冷凍裝置,庫內當室外溫度高於維持溫度時也就是主要在夏季被冷卻,當室外溫度低於維持溫度時也就是主要在冬季被升溫。 在專利文獻1中,作為陸路運輸用冷凍裝置,記載有此冷凍裝置的一例。專利文獻1所述的陸路運輸用冷凍裝置為熱泵式。As a refrigerated car for distributing goods to convenience stores, etc., a refrigerated car equipped with the following refrigerating device has been put into practical use. The refrigerating device can maintain the goods loaded in the warehouse at the optimal temperature without being affected by the outdoor temperature. Therefore, not only can the inside of the library be cooled, but also can be raised. According to this refrigerating device, when the outdoor temperature is higher than the maintenance temperature, it is mainly cooled in summer, and when the outdoor temperature is lower than the maintenance temperature, it is mainly heated in winter.
通常,如果冷凍車在降雪時行車,庫外熱交換器由於吹入的雪的附著,會有不能作為升溫運轉的熱交換器而發揮功能的情況。此時,進行除霜(defrost)動作而使附著的雪融解。 但是,如果頻繁地實行除霜動作,亦即,如果除霜動作的實行間隔變短,升溫動作的效率將會降低。 因此,專利文獻1所述的陸路運輸用冷凍裝置具備以下構造,該構造在冷凍車的降雪時行車中的升溫模式運轉下,防止除霜動作的實行間隔變短。 具體來說,具備:風管,其將冷凍車的發動機的排風引導至庫外熱交換器的吸入側;風管內的風路的開關手段;及,面板(Panel),其以覆蓋庫外熱交換器的方式,配置於庫外熱交換器的吸入側的前方。In general, if a refrigerated vehicle is driving during snowfall, the external heat exchanger may not function as a heat exchanger for heating operation due to the adhesion of the blown snow. At this time, a defrost operation is performed to melt the attached snow. However, if the defrosting action is frequently performed, that is, if the interval between the defrosting actions is shortened, the efficiency of the temperature-raising action will decrease. Therefore, the refrigerating apparatus for land transportation described in
例如,根據面板,雪將不會直接吹入庫外熱交換器。這樣一來,由於積雪得以被抑制而維持作為熱交換器的功能,因此,不再需要縮短除霜動作間隔。For example, according to the panel, snow will not be blown directly into the external heat exchanger. In this way, since snow accumulation is suppressed and the function as a heat exchanger is maintained, it is no longer necessary to shorten the defrosting operation interval.
[先行技術文獻] (專利文獻) 專利文獻1:日本特開2010-255909號公報。[Prior Art Document] (Patent Document) Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-255909.
[發明所欲解決的問題] 但是,專利文獻1所述的冷凍裝置,由於面板以覆蓋庫外熱交換器的方式,被配置於庫外熱交換器的吸入側的前方,因此,冷凍車行車時的行車風(車輛行進所產生的風,基於車輛與空氣的相對速度)被面板遮擋,而不能直接吹到庫外熱交換器上。 因此,在庫外熱交換器作為冷凝器而發揮作用的冷卻運轉中,可能會產生無法確保充分風量的情況。 如果無法確保充分的風量,將會產生以下問題:冷媒不能充分地冷凝,冷卻能力降低。 因此,對於冷凍裝置用熱交換器及冷凍裝置,較理想的是,可以在不使冷卻能力降低的前提下,延長所需的除霜動作的實行間隔。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the refrigerating device described in
因此,本發明所欲解決的問題在於提供一種冷凍裝置用熱交換器及使用該冷凍裝置用熱交換器的冷凍裝置,該冷凍裝置用熱交換器可以在不使冷卻能力降低的前提下,延長所需的除霜動作的實行間隔。Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a heat exchanger for a refrigeration device and a refrigeration device using the heat exchanger for a refrigeration device. The heat exchanger for a refrigeration device can extend without reducing the cooling capacity. The interval between the required defrost actions.
[解決問題的技術手段] 為了解決上述問題,本發明具有以下的構成。 (1) 一種冷凍裝置用熱交換器,具備: 第1熱交換器,其具有第1冷媒配管線路; 第2熱交換器,其具有串聯連接於前述第1冷媒配管線路上的第2冷媒配管線路,且與前述第1熱交換器並列設置; 多個散熱片,其橫跨連結於前述第1冷媒配管線路的配管與前述第2冷媒配管線路的配管兩方上;及, 送風機,其對前述第1熱交換器和前述第2熱交換器送風; 並且,前述多個散熱片相互平行地相對向並列設置, 前述第1冷媒配管線路的配管和前述第2冷媒配管線路的配管,以正交貫穿於前述多個散熱片的方式連結, 前述第1熱交換器與前述第2熱交換器,以使前述第1熱交換器成為由前述送風機所產生的送風的上游側的方式並列設置。 (2) 如(1)所述的冷凍裝置用熱交換器,其中,前述第1冷媒配管線路具有二個以上的路徑,路徑數為Na(Na:2以上的整數)。 (3) 如(2)所述的冷凍裝置用熱交換器,其中,前述第2冷媒配管線路具有二個以上的路徑,路徑數為Nb(Nb:2以上的整數), 前述路徑數Na與前述路徑數Nb,滿足2≤Na≤Nb。 (4) 如(1)~(3)中任一項所述的冷凍裝置用熱交換器,其中,使前述第1熱交換器和前述第2熱交換器中的至少一方為鰭管式熱交換器。 (5) 如(1)~(3)中任一項所述的冷凍裝置用熱交換器,其中,當作為冷凍裝置的前述庫外熱交換器使用時,該冷凍裝置具備包括庫內熱交換器和庫外熱交換器的冷媒回路,且選擇性地進行使庫內冷卻的冷卻運轉與使庫內升溫的升溫運轉, 在前述冷卻運轉中,前述第1熱交換器與前述第2熱交換器作為冷凝器而一體地發揮功能, 在前述升溫運轉中,前述第1熱交換器作為過冷器而發揮功能,且前述第2熱交換器作為蒸發器而發揮功能。 (6) 如(4)所述的冷凍裝置用熱交換器,其中,當作為冷凍裝置的前述庫外熱交換器使用時,該冷凍裝置具備包括庫內熱交換器和庫外熱交換器的冷媒回路,且選擇性地進行使庫內冷卻的冷卻運轉與使庫內升溫的升溫運轉, 在前述冷卻運轉中,前述第1熱交換器與前述第2熱交換器作為冷凝器而一體地發揮功能, 在前述升溫運轉中,前述第1熱交換器作為過冷器而發揮功能,且前述第2熱交換器作為蒸發器而發揮功能。 (7) 一種冷凍裝置,具備冷媒回路,該冷媒回路包括庫內熱交換器、庫外熱交換器及可以滯留冷媒的受液器,且該冷凍裝置選擇性地進行使庫內冷卻的冷卻運轉與使庫內升溫的升溫運轉,該冷凍裝置的特徵在於: 前述庫外熱交換器是(1)所述的冷凍裝置用熱交換器, 在前述冷卻運轉中,前述第1熱交換器與前述第2熱交換器作為冷凝器而一體地發揮功能, 在前述升溫運轉中,前述第1熱交換器作為過冷器發揮功能,且前述第2熱交換器作為蒸發器而發揮功能, 前述第1熱交換器具有配管列群,該配管列群是將特定容量的一列配管線路在前述送風的方向上串聯地並列設置M(M:1以上的整數)個而成,並且前述M是使前述第1熱交換器的容量為不超過前述受液器的容量的範圍時的最大值。 (8) 如(7)所述的冷凍裝置,其中,前述第1冷媒配管線路具有二個以上路徑,路徑數為Na(Na:2以上的整數), 前述配管列群分別與前述二個以上的路徑相對應地設置。[Technical Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has the following configuration. (1) A heat exchanger for refrigeration equipment, comprising: a first heat exchanger having a first refrigerant piping line; a second heat exchanger having a second refrigerant piping connected in series to the first refrigerant piping line Line, and arranged in parallel with the first heat exchanger; a plurality of radiating fins, which straddle both the piping connected to the first refrigerant piping line and the piping of the second refrigerant piping line; and, the blower, which is opposite The first heat exchanger and the second heat exchanger blow air; and the plurality of radiating fins are arranged in parallel and opposed to each other in parallel, and the piping of the first refrigerant piping line and the piping of the second refrigerant piping line are aligned The first heat exchanger and the second heat exchanger are connected so as to pass through the plurality of radiating fins, and the first heat exchanger and the second heat exchanger are arranged in parallel so that the first heat exchanger becomes the upstream side of the blowing air generated by the blower. (2) The heat exchanger for a refrigeration apparatus according to (1), wherein the first refrigerant piping line has two or more paths, and the number of paths is Na (Na: an integer greater than or equal to 2). (3) The heat exchanger for a refrigeration system according to (2), wherein the second refrigerant piping line has two or more paths, the number of paths is Nb (Nb: an integer greater than or equal to 2), and the number of paths Na is equal to The aforementioned number of paths Nb satisfies 2≤Na≤Nb. (4) The heat exchanger for a refrigeration device according to any one of (1) to (3), wherein at least one of the first heat exchanger and the second heat exchanger is a fin-tube heat exchanger Switch. (5) The heat exchanger for a refrigerating device according to any one of (1) to (3), wherein when used as the aforementioned external heat exchanger of a refrigerating device, the refrigerating device includes an internal heat exchanger. And the refrigerant circuit of the external heat exchanger, and selectively perform a cooling operation to cool the interior and a temperature increase operation to raise the temperature in the interior. In the cooling operation, the first heat exchanger and the second heat exchanger It functions as a condenser integrally, and in the temperature raising operation, the first heat exchanger functions as a subcooler, and the second heat exchanger functions as an evaporator. (6) The heat exchanger for a refrigerating device as described in (4), wherein when used as the aforementioned external heat exchanger of a refrigerating device, the refrigerating device includes a refrigerant including an internal heat exchanger and an external heat exchanger In the cooling operation, the first heat exchanger and the second heat exchanger function integrally as condensers, and the cooling operation to cool the interior and the temperature increase operation to raise the temperature in the interior are selectively performed. In the heating operation, the first heat exchanger functions as a subcooler, and the second heat exchanger functions as an evaporator. (7) A refrigerating device including a refrigerant circuit including an internal heat exchanger, an external heat exchanger, and a receiver capable of retaining refrigerant, and the refrigerating device selectively performs a cooling operation and a cooling system for cooling the inside of the refrigerator. A temperature-rising operation for increasing the temperature inside the refrigerator, characterized in that the external heat exchanger is the heat exchanger for the refrigerator described in (1), and in the cooling operation, the first heat exchanger and the second 2 The heat exchanger functions as a condenser integrally. In the temperature increase operation, the first heat exchanger functions as a subcooler, and the second heat exchanger functions as an evaporator. The first heat The exchanger has a piping row group. The piping row group is formed by arranging M (M: an integer greater than or equal to 1) in series in a row of piping lines of a specific capacity in the direction of the aforementioned air supply, and the aforementioned M is the aforementioned first The capacity of the heat exchanger is the maximum value that does not exceed the range of the capacity of the aforementioned liquid receiver. (8) The refrigeration system according to (7), wherein the first refrigerant piping line has two or more paths, the number of paths is Na (Na: an integer greater than or equal to 2), and the group of piping rows is the same as the two or more paths. Set the path correspondingly.
(發明的效果) 根據本發明,獲得以下效果:可以在不使冷卻能力降低的前提下,延長所需的除霜動作的實行間隔。(Effects of the Invention) According to the present invention, it is possible to obtain the following effect: it is possible to extend the execution interval of the required defrosting operation without reducing the cooling capacity.
根據實施例的庫外熱交換器3、使用此庫外熱交換器3的冷凍裝置51、及它們的變化例,參照第1圖~第19圖,說明本發明的實施形態的冷凍裝置用熱交換器及冷凍裝置。According to the
[實施例][Example]
冷凍裝置51的構成,表示於作為此冷媒回路圖的第1圖和表示控制系統的第2圖中。 亦即,冷凍裝置51的冷媒回路具有以下構成:壓縮機1、四通閥2、包含由馬達驅動的送風機也就是風扇FM1的庫外熱交換器3、受液器4、包括由馬達驅動的送風機也就是風扇FM2的庫內熱交換器5、蓄液器6、電磁閥11及電磁閥13。The configuration of the
冷媒回路中的壓縮機1、四通閥2、風扇FM1、風扇FM2、電磁閥11及電磁閥13的動作,是由控制部31控制。 由使用者所作出的關於運轉的指示,經由輸入部32傳達至控制部31。The operations of the
庫外熱交換器3和庫內熱交換器5是所謂的鰭管式(Fin and Tube)熱交換器。並且,庫外熱交換器3具有以下構成:第1庫外熱交換器3A和第2庫外熱交換器3B;及,將第1庫外熱交換器3A與第2庫外熱交換器3B在冷媒回路上串聯地連接的回路(並聯回路LP1)。 第1庫外熱交換器3A具有冷媒配管線路3LA,該冷媒配管線路3LA將埠(port)3Aa與埠3Ab連接(參照第4圖和第7圖)。並且,第2庫外熱交換器3B具有冷媒配管線路3LB,該冷媒配管線路3LB將埠3Ba與埠3Bb連接(參照第4圖和第7圖)。關於此庫外熱交換器3的詳情,於下文中詳述。The
針對冷凍裝置51的冷媒回路,作詳細敘述。 壓縮機1與四通閥2的埠2a,由配管線路L1連接。 四通閥2的埠2b與庫外熱交換器3中的第2庫外熱交換器3B的埠3Ba,由配管線路L2連接。 第2庫外熱交換器3B的埠3Bb與第1庫外熱交換器3A的埠3Ab,經由並聯回路LP1連接。The refrigerant circuit of the
並聯回路LP1具有以下構成:配管線路L3和配管線路L4。 在配管線路L3上配設有:膨脹閥7;及,止回閥8,相對於膨脹閥7串聯連接於第1庫外熱交換器3A側,只允許從第1庫外熱交換器3A朝向第2庫外熱交換器3B流通。 在配管線路L4上配設有止回閥9,該止回閥9只允許從第2庫外熱交換器3B朝向第1庫外熱交換器3A流通。The parallel circuit LP1 has the following configuration: a piping line L3 and a piping line L4. The piping line L3 is equipped with an
第1庫外熱交換器3A的埠3Aa與受液器4,由配管線路L5連接。 在配管線路L5上,中途設置有分歧部D1和分歧部D2。在分歧部D1與分歧部D2之間,配設有止回閥10,該止回閥10只允許從第1庫外熱交換器3A朝向受液器4流通。The port 3Aa of the first
受液器4與庫內熱交換器5,經由並聯回路LP2而連接。並聯回路LP2具有以下構成:配管線路L6和配管線路L7。 在配管線路L6上配設有:電磁閥11;及,膨脹閥12,相對於電磁閥11串聯連接於庫內熱交換器5側。 在配管線路L7上配設有電磁閥13。The
庫內熱交換器5與四通閥2的埠2d,由配管線路L8連接。在配管線路L8上,中途設置有分歧部D3和分歧部D4。在分歧部D3與分歧部D4之間,配設有止回閥14,該止回閥14只允許從庫內熱交換器5朝向四通閥2流通。The
配管線路L8中的分歧部D3與配管線路L5中的分歧部D1,由配管線路L9連接。在配管線路L9上配設有止回閥15,該止回閥15只允許從分歧部D3朝向分歧部D1流通。 配管線路L8中的分歧部D4與配管線路L5中的分歧部D2,由配管線路L10連接。在配管線路L10上配設有止回閥16,該止回閥16只允許從分歧部D4朝向分歧部D2流通。 四個分歧部與四個止回閥也就是分歧部D1~D4、止回閥10及止回閥14~16,構成流通方向限制部RK。 流通方向限制部RK,對應於隨著切換四通閥2而進行的流路選擇,對進出於庫外熱交換器3的埠3Aa的冷媒的流通方向進行限制。詳情如下文所述。The branch D3 in the piping line L8 and the branch D1 in the piping line L5 are connected by the piping line L9. A
四通閥2的埠2c與壓縮機1,經由蓄液器6,由配管線路L11連接。The
對於此冷媒回路,控制部31選擇性地控制,使四通閥2的動作成為模式A與模式B中的任一種。 參照第3圖具體地進行說明,模式A為以下模式:將埠2a與埠2b連接,並且將埠2c與埠2d連接。 模式B為以下模式:將埠2a與埠2d連接,並且將埠2b與埠2c連接。 根據四通閥2,在模式A中,選擇流路RA作為冷媒流通的線路(參照第9圖的粗線線路)。並且,在模式B中,選擇流路RB(參照第10圖的粗線線路)。亦即,四通閥2在冷媒回路中,作為選擇冷媒流通的流路的流路選擇部而發揮功能。 並且,控制部31控制電磁閥11與電磁閥13,使它們交替地打開。此控制與四通閥2的動作聯動實行。 具體來說,如第3圖所示,在模式A中,將電磁閥11打開,且將電磁閥13關閉。在模式B中,將電磁閥11關閉,且將電磁閥13打開。For this refrigerant circuit, the
接著,關於庫外熱交換器3的詳情,參照第4圖~第7圖進行說明。 第4圖是與庫外熱交換器3的橫剖面相對應的示意性構成圖。第5圖是從庫外熱交換器3的左斜下方觀察而得的外觀立體圖,第6圖是從右斜下方觀察而得的外觀立體圖。第7圖是用以說明庫外熱交換器3的內部的路徑(冷媒配管線路3LA、3LB)的圖。 第4圖~第6圖所示的上下左右前後的各方向,是為了容易理解而適當設定的方向,並不限定設置樣態等。Next, the details of the
如上所述,庫外熱交換器3以鰭管式熱交換器的形式而構成。 如第4圖所示,作為管路的管3c,在橫剖面上,在前後方向上為4列,在上下方向上各列為14段。亦即,如果是M列N段的鰭管式熱交換器,則M=4,N=14。 各管3c在左右兩端部處折回地配設,以便像第4圖的粗線所示那樣地連結。As described above, the
4列之中,最前方側的1列包含於第1庫外熱交換器3A中,從後方側算起的3列包含於第2庫外熱交換器3B中。 亦即,第1庫外熱交換器3A為1列14段,第2庫外熱交換器3B為3列14段。 此處,將1列或串聯連接而成的二個以上的列,作為配管列群G。1列的情況下,為了方便也稱為「配管列群」。 因此,第1庫外熱交換器3A具有M=1的1列配管列群GA,第2庫外熱交換器3B具有M=3的3列配管列群GB。 並且,在第1庫外熱交換器3A中,上方側的7段份的管3cA作為一個冷媒配管線路而構成路徑P1,下側的7段份作為一個冷媒配管線路而構成路徑P2。 在第2庫外熱交換器3B中,上方側的各列5段或4段共14根份的管3cB作為一個冷媒配管線路而構成路徑P3,中央部的各列5段或4段共14根份的管3cB作為一個冷媒配管線路而構成路徑P4,下方側的各列5段或4段共14根份的管3cB作為一個冷媒配管線路而構成路徑P5。 因此,如第4圖所示,在第1庫外熱交換器3A中,與路徑P1和路徑P2分別相對應地設置有配管列群GA1和配管列群GA2。並且,在第2庫外熱交換器3B中,與路徑P3~P5分別相對應地設置有配管列群GB3~GB5。Among the four rows, one row on the frontmost side is included in the first
第1庫外熱交換器3A的路徑數Na是2以上的整數,且為第2庫外熱交換器的路徑數Nb(Nb:2以上的整數)以下。亦即,2≤Na≤Nb。 冷凍裝置51的庫外熱交換器3滿足此關係,如上所述,第1庫外熱交換器3A的路徑數Na是2,第2庫外熱交換器3B的路徑數Nb是3以下。The number of paths Na of the first
在第1庫外熱交換器3A中,埠3Aa分歧並連接於路徑P1的一端與路徑P2的一端。埠3Ab分歧並連接於路徑P1的另一端與路徑P2的另一端。 亦即,如第7圖所示,路徑P1與路徑P2並聯地連接於埠3Aa與埠3Ab之間。 並且,如第4圖所示,路徑P1與路徑P2按照以下方式配置:在送風方向(前後方向)上彼此不重疊,在吸入面上成為實質獨立的區域。In the first
在第2庫外熱交換器3B中,埠3Ba分歧為三個,並分別連接於路徑P3~P5的一端側。埠3Bb分歧為三個,並分別連接於路徑P3~P5的另一端側。 亦即,如第7圖所示,路徑P3~P5並聯地連接於埠3Ba與埠3Bb之間。 如第4圖所示,路徑P3~P5按照以下方式配置:在送風方向(前後方向)上彼此大致上沒有相互重疊,而在吸入側的一面(以下,也稱為吸入面)上成為實質獨立的區域。In the second
第1庫外熱交換器3A由於路徑數Na越少,在吸入面上,一個路徑所占的面積越大,因此,第1庫外熱交換器3A容易產生明顯的表面溫度不均。 因此,如果增加路徑數Na,在吸入面上,一個路徑所占的面積將會變小,整體表面溫度的不均得以被抑制。 亦即,從抑制表面溫度的不均的觀點來看,增加路徑數Na較為理想。 另一方面,在設置有二個以上的路徑的情況下,路徑數Na越多,通過路徑的冷媒的流速越低。 因此,在設計上,考慮表面溫度的不均的程度與冷媒的流速,以使熱交換功能良好地發揮的方式來設定路徑數Na。 例如,可以使第1庫外熱交換器3A的路徑數Na與第2庫外熱交換器3B的路徑數Nb為相同數量(Na=Nb),其中,第2庫外熱交換器3B在後述的升溫運轉中作為蒸發器而發揮作用,更佳是,可以使第1庫外熱交換器3A的路徑數Na為第2庫外熱交換器3B的路徑數Nb以下(Na<Nb)。The smaller the number of paths Na in the first
考慮埠3Ba與埠3Bb之間的配管長度、此配管的流路面積(配管內徑)、流通於配管內的冷媒的速度等,適當設定第2庫外熱交換器3B的路徑數Nb,以便能使液態冷媒良好地相變化成氣態冷媒。Consider the length of the piping between port 3Ba and port 3Bb, the flow path area of the piping (piping inner diameter), the speed of the refrigerant flowing in the piping, etc., and appropriately set the number of paths Nb of the second
如第5圖和第6圖所示,多個散熱片3f分別跨設於第1庫外熱交換器3A與第2庫外熱交換器3B上。 詳細來說,多個散熱片3f互相靠近且相互平行地相對向並列設置。而且,第1庫外熱交換器3A的冷媒配管線路的配管也就是管3cA(參照第4圖)和第2庫外熱交換器3B的冷媒配管線路的配管也就是管3cB(參照第4圖),以正交貫穿於多個散熱片3f的方式連結。 因此,在第1庫外熱交換器3A與第2庫外熱交換器3B之間,經由散熱片3f相互地進行熱傳遞。As shown in Figs. 5 and 6, a plurality of
第1庫外熱交換器3A與第2庫外熱交換器3B,在前後方向上並列設置。詳細來說,第1庫外熱交換器3A是按照以下方式來配置:相對於由風扇FM1的驅動所產生的風的流通方向,而成為上風側。亦即,第1庫外熱交換器3A為上游側熱交換器,第2庫外熱交換器3B為下游側熱交換器。The first
以上詳述的冷凍裝置51可以適用於各種設備和裝置等。例如,載置於冷凍車C。 第8圖是表示載置於冷凍車C上的一例的側視圖,其中一部分為切割面。The refrigerating
庫內熱交換器5被配置於應在冷凍車C中維持恒溫的庫也就是貨櫃C1(以下,也簡稱為庫C1)的內部空間CV內,與內部空間CV的空氣進行熱交換。 在貨櫃C1的外部(例如駕駛座的上方),配置有庫外熱交換器3,與外部空氣進行熱交換。 其他構件設置於貨櫃C1的外側,設置位置並無限定。 例如,壓縮機1和蓄液器6等被收納於收容體S,並被設置於車體的下方。控制部31和輸入部32被設置於駕駛座附近。尤其是輸入部32,被配置於駕駛員容易操作的地方。 壓縮機1的動力源是例如冷凍車C的電池或發動機(均未圖示)。The
接著,關於冷凍裝置51的運轉動作,基於載置在冷凍車C上的狀態,主要參照第3圖、第7圖、及第9圖~第11圖來進行說明。 冷凍裝置51基於由使用者經由輸入部32所作出的指示,選擇性地實行多個模式的運轉,亦即,冷卻運轉、升溫運轉、庫外熱交換器3的除霜運轉、及庫內熱交換器5的除霜運轉,以便使庫C1內成為一定的溫度。Next, the operation operation of the refrigerating
首先,說明冷卻運轉和升溫運轉。 第9圖是用以說明冷卻運轉時的冷媒回路的圖。第10圖是用以說明升溫運轉時的冷媒回路的圖。第11圖是用以說明各運轉時的控制部31的控制的表格。在第9圖和第10圖的冷媒回路中,將冷媒流動的配管部位以粗線表示,冷媒的流動方向以粗箭頭表示。First, the cooling operation and the heating operation are explained. Fig. 9 is a diagram for explaining the refrigerant circuit during the cooling operation. Fig. 10 is a diagram for explaining the refrigerant circuit during the heating operation. Fig. 11 is a table for explaining the control of the
(冷卻運轉) 如第11圖所示,在冷卻運轉中,控制部31使四通閥2為模式A,電磁閥11為打開狀態,電磁閥13為關閉狀態,風扇FM1和風扇FM2為運轉狀態。 在第9圖中,此冷卻運轉中的由風扇FM1和風扇FM2所產生的送風方向,分別以箭頭DR1和箭頭DR2表示。(Cooling operation) As shown in Figure 11, during the cooling operation, the
如第9圖所示,根據控制部31的控制,由壓縮機1的吐出口吐出的高壓氣態冷媒,從成為模式A的四通閥2的埠2a,經過埠2b而流入配管線路L2。 流入配管線路L2中的氣態冷媒,從埠3Ba供給至庫外熱交換器3中的第2庫外熱交換器3B中,流經路徑P3~P5中的任一路徑,然後從埠3Bb以氣液混合冷媒的形式流出。 從埠3Bb流出的氣液混合冷媒,經過止回閥9,從埠3Ab供給至第1庫外熱交換器3A,流經路徑P1和路徑P2中的任一路徑,然後從埠3Aa流出。As shown in FIG. 9, under the control of the
在庫外熱交換器3中,風扇FM1根據控制部31的控制而處於運轉狀態,外部空氣向第9圖的箭頭DR1方向流動。 此狀態下,在庫外熱交換器3中,第2庫外熱交換器3B與第1庫外熱交換器3A作為一體的冷凝器而發揮功能。亦即,氣態冷媒對外部空氣散熱而冷凝,以高壓液態冷媒的形式從埠3Aa流入配管線路L5。 詳細來說,冷媒在第2庫外熱交換器3B的入口也就是埠3Ba處,全部為氣相。氣相的冷媒(氣態冷媒)隨著於第2庫外熱交換器3B內流動,而與外部空氣進行熱交換,部分氣態冷媒冷凝(液化),液態冷媒相對於氣態冷媒的比率增加。 這樣一來,在第2庫外熱交換器3B的出口也就是埠3Bb處,冷媒成為液態冷媒與氣態冷媒混合在一起的氣液混合冷媒。此處,液態冷媒的比率隨著運轉條件而不同。In the
接著,從埠3Bb流出的氣液混合冷媒,從埠3Ab流入第1庫外熱交換器3A。利用第1庫外熱交換器3A,繼續進行冷媒與外部空氣的熱交換,在出口也就是埠3Aa中,冷媒在高壓下大致全部成為液相(液態)。Next, the gas-liquid mixed refrigerant flowing out of the port 3Bb flows into the first
由於冷媒在庫外熱交換器3中從氣相向液相發生相變化,而使冷媒的體積減少。 在庫外熱交換器3中,因體積減少而導致液相比率變高的冷媒所流通的第1庫外熱交換器3A的路徑數Na,少於氣相比率較高的冷媒所流通的第2庫外熱交換器3B的路徑數Nb。這樣一來,流通於第1庫外熱交換器3A內的冷媒,與以液態冷媒的形式流通於第2庫外熱交換器3B時相比,質量流速變大,冷媒的過冷度也變大。Since the refrigerant undergoes a phase change from the gas phase to the liquid phase in the
流入配管線路L5中的高壓液態冷媒,通過止回閥10,進入受液器4。 在受液器4中,滯留與運轉環境相對應的剩餘量的液態冷媒。 例如,當庫C1內的熱負荷較小時,循環的冷媒的量可以較少,在受液器4內積存較多的液態冷媒。另一方面,當庫C1內的熱負荷較大時,由於循環的冷媒的量需要較多,因此積存於受液器4內的液態冷媒的量變少。 受液器4成為以下構造:當有液態冷媒積存時,使液態冷媒流出。The high-pressure liquid refrigerant flowing into the piping line L5 passes through the
根據控制部31的控制使電磁閥13關閉,並使電磁閥11打開,因此,從受液器4流出的液態冷媒流入配管線路L6。 亦即,流入配管線路L6中的液態冷媒,經過電磁閥11進入膨脹閥12。 在膨脹閥12中,液態冷媒膨脹。這樣一來,液態冷媒由於壓力和溫度降低,氣化被促進,而成為氣相與液相混合的氣液混合冷媒。 從膨脹閥12流出的氣液混合冷媒,流入庫內熱交換器5。The
在庫內熱交換器5中,風扇FM2根據控制部31的控制而處於運轉狀態,使庫C1內的空氣向第9圖的箭頭DR2的方向流動。 在此狀態下,氣液混合冷媒與庫C1內的空氣進行熱交換,從庫C1內的空氣獲取熱量,完全地氣化,而成為氣態冷媒。亦即,庫內熱交換器5作為蒸發器而發揮功能,於是庫C1內被冷卻。In the
從庫內熱交換器5流出的氣態冷媒,流入配管線路L8。 在配管線路L8中,由於氣態冷媒在分歧部D3的壓力低於配管線路L5中的分歧部D1的壓力,因此,不會流入配管線路L9,而是經過止回閥14到達四通閥2。 由於四通閥2根據控制部31的控制而成為模式A,因此,氣態冷媒從埠2d流經埠2c,進一步流經蓄液器6並返回至壓縮機1的吸入口。The gaseous refrigerant flowing out of the
(升溫運轉) 如第11圖所示,在升溫運轉中,控制部31使四通閥2為模式B,電磁閥11為關閉狀態,電磁閥13為打開狀態,風扇FM1和風扇FM2為運轉狀態。 此升溫運轉中的風扇FM1和風扇FM2的送風方向,與冷卻運轉相同為一定的方向,在第10圖中分別以箭頭DR3和箭頭DR4表示。(Temperature heating operation) As shown in Figure 11, during the heating operation, the
如第10圖所示,根據控制部31的控制,由壓縮機1的吐出口吐出的高壓氣態冷媒,從成為模式B的四通閥2的埠2a,經過埠2d而流入配管線路L8。接著,氣態冷媒從分歧部D4流入配管線路L10,並進入受液器4。As shown in FIG. 10, under the control of the
在受液器4中,氣態冷媒將之前的冷卻運轉中所積存的液態冷媒擠出,很快充滿受液器4內。 因此,氣態冷媒隨著積存量的液態冷媒之後,從受液器4流出。根據控制部31的控制使電磁閥13成為打開狀態,電磁閥11成為關閉狀態,因此,從受液器4流出的氣態冷媒流入配管線路L7,接著流入庫內熱交換器5。In the
在庫內熱交換器5中,如上所述,風扇FM2根據控制部31的控制而處於運轉狀態,庫C1內的空氣向第10圖的箭頭DR4方向流動。 在此狀態下,氣態冷媒與庫C1內的空氣進行熱交換,向庫C1內的空氣放出熱量而冷凝,大致成為高壓液態冷媒。因此,庫C1內升溫。In the
在從庫內熱交換器5流出的冷媒中,含有液態冷媒,並且含有與庫C1內的熱負荷等運轉環境相對應的量的氣態冷媒。 由於在分歧部D3處,壓力低於分歧部D4,因此,此含有該液態冷媒與氣態冷媒的氣液混合冷媒流入配管線路L9。然後,流經止回閥15,從埠3Aa流入庫外熱交換器3的第1庫外熱交換器3A。The refrigerant flowing out of the
在庫外熱交換器3中,風扇FM1根據控制部31的控制而處於運轉狀態,外部空氣向第10圖的箭頭DR3方向流動。因此,第1庫外熱交換器3A相對於第2庫外熱交換器3B,位於外部空氣流通的上游側。 此狀態下,在第1庫外熱交換器3A內,液態冷媒被冷卻,溫度下降。亦即,第1庫外熱交換器3A對於液態冷媒,作為過冷卻熱交換器而發揮功能。 與液態冷媒一起流入第1庫外熱交換器3A中的氣態冷媒,根據此冷卻,也大致全部成為液態冷媒。In the
過冷卻後的液態冷媒,從第1庫外熱交換器3A的埠3Ab流出,並流入配管線路L3。 在配管線路L3中,液態冷媒經過止回閥8而進入膨脹閥7。 在膨脹閥7中,液態冷媒膨脹。這樣一來,液態冷媒由於壓力和溫度降低,氣化被促進,而成為混合有氣相與液相的氣液混合冷媒。 從膨脹閥7流出的氣液混合冷媒,從埠3Bb流入第2庫外熱交換器3B。 在第2庫外熱交換器3B中,從埠3Bb流入的氣液混合冷媒,利用與外部空氣的熱交換,從外部空氣獲取熱量而蒸發,並成為氣態冷媒,從埠3Ba流入配管線路L2。亦即,第2庫外熱交換器3B作為蒸發器而發揮功能。 流入配管線路L2中的氣態冷媒,從成為模式B的四通閥2的埠2b經過埠2c,流經蓄液器6並返回至壓縮機1的吸入口。The supercooled liquid refrigerant flows out of the port 3Ab of the first
在此升溫運轉中,冷凍裝置51獲得以下效果。In this heating operation, the
使用四通閥進行冷卻運轉與升溫運轉的切換,在升溫運轉中,不僅利用壓縮機動作所獲得的熱量進行升溫,還利用由庫外熱交換器從外部空氣所獲得的熱量進行升溫。因此,獲得較高的升溫能力。The four-way valve is used to switch between the cooling operation and the heating operation. In the heating operation, not only the heat obtained by the compressor operation is used to raise the temperature, but also the heat obtained from the outside air by the external heat exchanger is used to raise the temperature. Therefore, a higher temperature raising ability is obtained.
冷卻運轉與升溫運轉的切換,僅利用四通閥與電磁閥的切換來實行,而無需根據壓力感測器等的測定結果來進行控制。因此,運轉動作的控制簡單。The switching between the cooling operation and the heating operation is performed only by switching between the four-way valve and the solenoid valve, and there is no need to perform control based on the measurement result of the pressure sensor or the like. Therefore, the control of the running action is simple.
在第2庫外熱交換器3B中,氣液混合冷媒進行從外部空氣獲取熱量的熱交換,成為低壓氣態冷媒。 在庫外熱交換器3中,多個散熱片3f以橫跨第1庫外熱交換器3A與第2庫外熱交換器3B的方式設置。因此,在第1庫外熱交換器3A中,液態冷媒所放出的部分熱量傳遞至散熱片3f並移動至第2庫外熱交換器,作為在第2庫外熱交換器中的相變化的蒸發熱而被利用。 這樣一來,由於第2庫外熱交換器中的液態冷媒的蒸發得以被促進,因此,可以防止液態冷媒被吸入至壓縮機,也就是所謂的液擊(回液)現象的產生。In the second
並且,即便當運轉環境為例如在寒冷地區中行車,因降雪而使散熱片3f上積雪時,附著於散熱片3f上的雪,也會因散熱片3f受到第1庫外熱交換器隨著升溫運轉而進行的熱交換所放出的熱量而變得溫熱,從而融化。 並且,每一個散熱片3f在第2庫外熱交換器3B側的部分,由於以下原因而變得溫熱:因利用在第1庫外熱交換器3A的熱交換而被升溫的外部空氣,向下游側流通;及,利用在第1庫外熱交換器3A中的熱交換賦予散熱片3f的熱量,向散熱片3f的下游側傳遞。 這樣一來,由於全部散熱片3f均高效率地變暖,因此,極為有效地防止散熱片3f上的積雪或結霜。 因此,冷凍裝置51的除霜動作的實行間隔變長,動作效率提高。Moreover, even when the operating environment is, for example, driving in a cold area and snow accumulates on the
在此升溫運轉中,在受液器4中,並無液態冷媒滯留。另一方面,對應於包括庫C1內的熱負荷在內的運轉環境,冷媒回路所需要的冷媒循環量發生變化。 因此,在冷凍裝置51的第1庫外熱交換器3A中,存在液態冷媒及與運轉環境相對應的量的氣態冷媒。 換句話說,第1庫外熱交換器3A,在升溫運轉中代替受液器4來調整並確保剩餘的液態冷媒,以便使冷媒回路內循環有最適合運轉環境的冷媒量。 這樣一來,可以將冷媒回路的高壓側的壓力維持在較高的值。 因此,庫內熱交換器5中的冷媒冷凝溫度變高,升溫能力提高。During this heating operation, no liquid refrigerant remains in the
冷凍裝置51,根據使用流通方向限制部RK等,使在冷卻運轉與升溫運轉中,流通於庫內熱交換器5中的冷媒的方向相同。並且,使在冷卻運轉與升溫運轉中,利用風扇FM2的運轉所產生的氣流方向也相同。 並且,如第9圖和第10圖所示,庫內熱交換器5中的冷媒的流通方向可以為:以與送風方向(箭頭DR2、DR4)相對向的方式,從下游側朝向上游側(從下游側流入,從上游側流出)。 由於以上等原因,在冷卻運轉時的熱交換效率與在升溫運轉中的熱交換效率之間,不會產生明顯的差異。這樣一來,熱交換效率進一步提高。The refrigerating
在冷卻運轉與升溫運轉中,被封入冷媒回路中的冷媒量相同。亦即,由於在升溫運轉中,受液器4內並不貯存液態冷媒,因此,冷卻運轉時滯留於受液器4中的液態冷媒,在升溫運轉時,在第1庫外熱交換器3A內調整並確保該液態冷媒的量。 詳細來說,第1庫外熱交換器3A內的液態冷媒的確保量,是利用使液態冷媒的氣化量(氣態冷媒的量)變化來調整。 關於在此第1庫外熱交換器3A中的液態冷媒量的調整功能,根據實驗,獲得以下結論:較理想為,將第1庫外熱交換器3A的液態冷媒的容量Qa,設定為不超過受液器4的液態冷媒的容量Qb的值(亦即,Qa≤Qb)。 此容量Qa的調整設定,利用例如增減第1庫外熱交換器3A中的管3c的列數來進行。 亦即,M列N段的第1庫外熱交換器3A,是將其中的一列作成特定容量的定型構造,並將此定型構造沿著風扇FM1的送風方向並列設置M個而成。 此時,較理想為,使M的值為在第1庫外熱交換器3A的容量不超過受液器4的容量的範圍內的最大值。In the cooling operation and the heating operation, the amount of refrigerant enclosed in the refrigerant circuit is the same. That is, since the liquid refrigerant is not stored in the
接著,對除霜運轉進行說明。Next, the defrosting operation will be described.
(庫內熱交換器5的除霜運轉) 如果長時間進行冷卻運轉,就可能會使庫C1內的空氣中所含有的水分結冰成霜,並附著於庫內熱交換器5的散熱片上。由於散熱片上的結霜會阻礙熱交換,因此,實行庫內熱交換器5的除霜運轉以便除霜。 如第11圖所示,此除霜運轉,只有在使風扇FM1和風扇FM2停止方面,不同於升溫運轉。(Defrosting operation of internal heat exchanger 5) If the cooling operation is performed for a long time, the moisture contained in the air in the storage C1 may freeze into frost and adhere to the fins of the
(庫外熱交換器3的除霜運轉) 如果長時間進行升溫運轉,就可能會使外部空氣中所含有的水分結冰成霜,並附著於庫外熱交換器3的散熱片3f上。 如上所述,在冷凍裝置51中,庫外熱交換器3的散熱片3f上的積雪或結霜極其不易產生。但是,當使冷凍車C在降雪時行車的時候,如果降雪量明顯較多,庫外熱交換器3的上風側(第1庫外熱交換器3A側)的鄰接的散熱片3f之間也可能會堵塞。 此時,由於熱交換受到阻礙,因此,實行庫外熱交換器3的除霜運轉,對散熱片3f實行融雪和除霜。 如第11圖所示,此除霜運轉,只有在使風扇FM1和風扇FM2停止方面,不同於冷卻運轉。(Defrosting operation of the external heat exchanger 3) If the temperature increase operation is performed for a long time, the moisture contained in the outside air may freeze and become frost, and it may adhere to the
庫外熱交換器3的具體參數,例如設定如下: 第1庫外熱交換器3A的前後方向的厚度Ea(參照第5圖):19.05 mm 第2庫外熱交換器3B的前後方向的厚度Eb(參照第5圖):57.15 mm 前後方向的總厚度(Ea+Eb):76.20 mm 上下方向的高度Ec(參照第5圖):355.6 mm 左右方向的有效寬度(通風部分的寬度)Ed(參照第5圖):1050 mm 冷媒配管直徑(外徑):φ9.53 mm 冷媒配管的間距Ee(參照第4圖):25.4 mmThe specific parameters of the
[冷卻運轉時(庫外熱交換器3作為冷凝器而發揮功能)] 散熱量:4.8 kW 冷媒配管內的冷媒流量:約1.14 kg/min 第1庫外熱交換器3A的配管內冷媒的流速:0.165 公尺/秒(m/s)(液相狀態) 第2庫外熱交換器3B的配管內冷媒的流速:1.05 m/s(氣相狀態)、0.11 m/s(液相狀態)[During cooling operation (
[升溫運轉時(庫外熱交換器3至少作為蒸發器而發揮功能)] 吸熱量:2.5 kW 冷媒配管內的冷媒流量:約2.10 kg/min 第1庫外熱交換器3A的配管內冷媒的流速:0.260 m/s(液相狀態) 第2庫外熱交換器3B的配管內冷媒的流速:6.45 m/s(氣相狀態)、0.173m/s(液相狀態) 第1庫外熱交換器3A的入口處的冷媒溫度:20℃ 第1庫外熱交換器3A的出口處的冷媒溫度:5℃[During heating operation (
庫外熱交換器3的參數設定為其他規格,以獲得尤其是在冷卻運轉中的散熱量(上述例中為4.8 kW)。 作為設定步驟例,首先,由於第2庫外熱交換器3B在冷卻運轉時作為冷凝器而發揮功能,並且在升溫運轉時作為蒸發器而發揮功能,因此,考慮冷卻運轉時的參數與升溫運轉時的參數,設定為3列(作為冷凝器為4列)14段3路徑(步驟「A」)。 接著,採用例如更佳路徑數條件也就是Na<Nb,使第1庫外熱交換器3A的路徑為2。進一步,使列數M為在第1庫外熱交換器3A的容量不超過受液器4的容量的範圍內的最大值而算出的1。 在此種步驟中,規格設定為例如1列14段2路徑(步驟「B」)。The parameters of the
如上所述,在第1庫外熱交換器3A的散熱片3f上有積雪時,庫外熱交換器3可以利用升溫運轉使此雪融化。 第1庫外熱交換器3A只要放出使積雪融化的熱量即可,多餘的熱量只是耗費於對已融化的水進行升溫而徒勞無功。 並且,由於積雪遍及第1庫外熱交換器3A的整個吸入面,因此,較佳為,並非局部融化,而是使融化區域盡可能分散於整個吸入面。 如參數例所示,第1庫外熱交換器3A中的入口與出口的冷媒溫度的差值,為例如15℃(deg)。 例如,如果使路徑數Na為1,入口為上方側,出口為下方側,就會僅使上方側成為最高溫,下方側成為最低溫,在上下方向產生緩和的溫度梯度。 因此,當產生融化區域與非融化區域時,是在上下方向分成兩部分。As described above, when snow accumulates on the
對此,使路徑數Na為例如像實施例一樣為2,在吸入面上將各路徑實質上所占的區域分離成上方側與下方側而設置。進一步,可以在上方側設置一路徑的入口,在下方側設置另一路徑的出口,在上下方向的中央部位配置上方側的路徑的出口與下方側的路徑的入口。 此時,由於吸入面的上下方向的溫度梯度從上方側朝向下方側,呈「高-低-高-低」,因此當存在融化區域與非融化區域時,交替地出現2次融化與非融化也就是「融化-非融化-融化-非融化」。因此,融化區域被分散而較佳。 由於路徑數Na越大,此分散越細膩地擴展,因此較佳。 並且,路徑數Na越大,高溫範圍也越不集中而分散。因此,能夠抑制對融化的水進行升溫的多餘的熱量的放出,因而較佳。 這樣一來,較佳是使路徑數Na為2以上。In this regard, the number of paths Na is, for example, 2 as in the embodiment, and the area substantially occupied by each path is divided into an upper side and a lower side on the suction surface. Furthermore, an entrance of one path may be provided on the upper side, an exit of another path may be provided on the lower side, and the exit of the upper path and the entrance of the lower path may be arranged at the center of the vertical direction. At this time, since the temperature gradient in the vertical direction of the suction surface is "high-low-high-low" from the upper side to the lower side, when there is a melting area and a non-melting area, two melting and non-melting occur alternately. That is, "melting-non-melting-melting-non-melting". Therefore, the melting area is dispersed and better. Since the larger the number of paths Na, the more finely this dispersion spreads, which is better. In addition, the greater the number of paths Na, the less concentrated and dispersed the high temperature range. Therefore, it is possible to suppress the release of excess heat that raises the temperature of the melted water, which is preferable. In this way, the number of paths Na is preferably 2 or more.
實施例的庫外熱交換器3和冷凍裝置51並非限定於上述構成,在不脫離本發明的要旨的範圍內,也可以作成變化例。The
(變化例1) 變化例1是在冷凍裝置51的冷媒回路中,在庫內熱交換器5的上游側的配管線路L6與下游側的配管線路L8之間,設置進行熱交換的氣液熱交換器17(冷凍裝置51A)(參照第12圖)的例子。第12圖是主要表示在冷凍裝置51A的冷媒回路中的與冷凍裝置51的冷媒回路(參照第1圖)不同的部分的局部回路圖。 氣液熱交換器17,相對於配管線路L6,連接於電磁閥11與膨脹閥12之間。並且,相對於配管線路L8,連接於庫內熱交換器5與分歧部D3之間。(Modification 1)
在冷凍裝置51A的冷卻運轉中,冷媒在第12圖所示的由粗線表示的配管部分中,向箭頭的方向流通。 在冷卻運轉中即將進入膨脹閥12的液態冷媒,在此之前,在氣液熱交換器17中與從庫內熱交換器5流出的氣態冷媒進行熱交換而被冷卻,過冷度增大。 這樣一來,由於利用庫內熱交換器5中的熱交換,從庫C1內的空氣獲取的熱量增加,因此,使庫C1內冷卻的能力提高。 並且,由於可以進一步促進庫內熱交換器5中的液態冷媒的蒸發,因此,可以防止壓縮機1的液擊現象的發生。In the cooling operation of the
另一方面,在升溫運轉中,液態冷媒不流通於配管線路L6,而是流通於配管線路L7,因此氣液熱交換器17不產生作用。On the other hand, during the heating operation, the liquid refrigerant does not circulate through the piping line L6 but circulates through the piping line L7, so the gas-
(變化例2) 相對於冷凍裝置51,變化例2具備二個以上的庫內熱交換器(冷凍裝置51B)。此處,參照第13圖,對具備兩個庫內熱交換器25A、25B的例子進行說明。第13圖是主要表示冷凍裝置51B的冷媒回路的與冷凍裝置51的冷媒回路(參照第1圖)不同部分的局部回路圖。(Modification 2) With respect to the freezing
如第13圖所示,冷凍裝置51B在受液器4與分歧部D3之間,並聯地連接含有風扇FM25A的庫內熱交換器25A與含有風扇FM25B的庫內熱交換器25B。 在庫內熱交換器25A的上游側(受液器4側)連接有膨脹閥22A,在庫內熱交換器25B的上游側連接有膨脹閥22B。 膨脹閥22A、22B的上游側匯合成一條線路,經由電磁閥23連接於受液器4。 在庫內熱交換器25A和膨脹閥22A之間、與受液器4之間,設有電磁閥21A。 在庫內熱交換器25B和膨脹閥22B之間、與受液器4之間,設有電磁閥21B。 膨脹閥22A、22B的下游側匯合成一條線路,連接於分歧部D3。 風扇FM25A和風扇FM25B、以及電磁閥21A和電磁閥21B的動作,根據控制部31而被控制。As shown in FIG. 13, the
此冷凍裝置51B,例如載置於具備應該維持恒溫的二個以上的庫的冷凍車。 庫內熱交換器25A與庫內熱交換器25B,以對各自不同的庫的內部進行冷卻和升溫的方式設置。This
電磁閥的數量和位置等,並非限定於第13圖所示的例子。The number and position of solenoid valves are not limited to the example shown in Fig. 13.
根據此變化例2,可以利用組合各電磁閥21A、21B、23的打開狀態與關閉狀態,分別獨立地進行二個以上的庫的冷卻或升溫。例如,可以只將特定的一個或特定的二個以上的庫冷卻、或將全部的庫加以冷卻等。According to this
可以使變化例1與變化例2適當地組合。
流通方向限制部RK並非限定於使用二個以上的止回閥而構成,但根據使用止回閥,可以利用較低的成本來構成流通方向限制部RK。The flow direction restricting portion RK is not limited to the use of two or more check valves. However, depending on the use of check valves, the flow direction restricting portion RK can be constructed at a relatively low cost.
(變化例3) 在變化例3中,使冷凍裝置51成為冷凍裝置57,該冷凍裝置57具有不具備流通方向限制部RK且可以進行冷卻運轉和升溫運轉的冷媒回路。 冷凍裝置57的構成,表示於此冷媒回路圖也就是第14圖和表示控制系統的第15圖中。 亦即,相對於冷凍裝置51的冷媒回路,冷凍裝置57的冷媒回路刪掉流通方向限制部RK,並且使並聯回路LP2成為將電磁閥11和電磁閥13分別替換為止回閥71和止回閥73而成的並聯回路LP72。除此以外的構成相同。(Modification 3) In
此構成由於不具備流通方向限制部RK,因此,流通於庫內熱交換器5中的冷媒的方向,在冷卻運轉與升溫運轉中相反。 亦即,在並聯回路LP72中,當冷媒從受液器4流入庫內熱交換器5時,流通於配管線路L76;而當冷媒從庫內熱交換器5向受液器4流通時,流通於配管線路L77。Since this configuration does not include the flow direction restricting portion RK, the direction of the refrigerant flowing in the
關於此冷凍裝置57的冷卻運轉和升溫運轉,主要參照第16圖~第18圖來進行說明。 第16圖是用以說明冷卻運轉時的冷媒回路的圖。第17圖是用以說明升溫運轉時的冷媒回路的圖。第18圖是用以說明各運轉時的控制部31的控制的表格。第17圖和第18圖,與第9圖和第10圖相同地,將冷媒流動的配管部位以粗線表示,將冷媒的流動方向沿著配管以箭頭表示。The cooling operation and the heating operation of the
(冷卻運轉) 如第18圖的表格所示,在冷凍裝置57的冷卻運轉中,控制部31使四通閥2為模式A,風扇FM1和風扇FM2為運轉狀態。 此冷卻運轉中的由風扇FM1和風扇FM2所產生的送風方向,在第16圖中,分別以箭頭DR71和箭頭DR72表示。 從庫外熱交換器3的埠3Ba至埠3Aa的冷媒的相態、和庫外熱交換器3的作用,與冷凍裝置51的冷卻運轉相同。 亦即,在冷凍裝置57的冷卻運轉中,庫外熱交換器3的第2庫外熱交換器3B與第1庫外熱交換器3A,一體地作為冷凝器而發揮功能。 這樣一來,氣態冷媒對於外部空氣散熱而冷凝,以高壓液態冷媒的形式從埠3Aa流入配管線路L5。(Cooling operation) As shown in the table of FIG. 18, in the cooling operation of the
流入配管線路L5中的冷媒,在高壓下大致全部成為液相。 此液態冷媒,流經受液器4而流入並聯回路LP72。 在並聯回路LP72中,只允許液態冷媒根據止回閥71而朝向配管線路L76流入,並進入膨脹閥72。 在膨脹閥72中,液態冷媒膨脹。這樣一來,液態冷媒由於壓力和溫度降低,氣化被促進,而成為氣相與液相混合的氣液混合冷媒。 從膨脹閥72流出的氣液混合冷媒,流入庫內熱交換器5。Almost all of the refrigerant flowing into the piping line L5 becomes a liquid phase under high pressure. This liquid refrigerant flows through the
在庫內熱交換器5中,風扇FM2根據控制部31的控制而處於運轉狀態,使庫C1內的空氣向第16圖的箭頭DR72的方向流動。 在此狀態下,氣液混合冷媒與庫C1內的空氣進行熱交換,從庫C1內的空氣獲取熱量,完全地氣化而成為氣態冷媒。亦即,庫內熱交換器5作為蒸發器而發揮功能,庫C1內被冷卻。In the
從庫內熱交換器5流出的氣態冷媒流入配管線路L8。 在冷凍裝置57中,配管線路L8將庫內熱交換器5與四通閥2的埠2d之間不分歧地連接。因此,氣態冷媒從成為模式A的四通閥2的埠2d,流經埠2c,進一步,流經蓄液器6並返回至壓縮機1的吸入口。The gaseous refrigerant flowing out of the
(升溫運轉) 如第18圖的表格所示,在冷凍機57的升溫運轉中,控制部31使四通閥2為模式B,風扇FM1和風扇FM2為運轉狀態。 此升溫運轉中的由風扇FM1和風扇FM2所產生的送風方向與冷卻運轉相同,為一定的方向,在第17圖中分別以箭頭DR73和箭頭DR74表示。(Temperature Warming Operation) As shown in the table of FIG. 18, during the temperature raising operation of the
如第17圖所示,根據控制部31的控制,由壓縮機1的吐出口吐出的高壓氣態冷媒,從成為模式B的四通閥2的埠2a,經過埠2d,流入配管線路L8。 在冷凍裝置57中,如上所述,配管線路L8將四通閥2的埠2d與庫內熱交換器5之間無分歧地連接。 因此,氣態冷媒流入庫內熱交換器5的方向,與在冷卻運轉時流入庫內熱交換器5的方向相反。As shown in FIG. 17, under the control of the
在庫內熱交換器5中,如上所述,根據控制部31的控制,風扇FM2處於運轉狀態,庫C1內的空氣向第17圖的箭頭DR74方向流動。 在此狀態下,氣態冷媒與庫C1內的空氣進行熱交換,向庫C1內的空氣中放出熱量,進行冷凝,大致成為高壓液態冷媒。因此,庫C1內被升溫。In the
從庫內熱交換器5流出的液態冷媒,流經並聯回路LP72的具有止回閥73的配管線路L77和受液器4,通過配管線路L5從埠3Aa流入庫外熱交換器3的第1庫外熱交換器3A。The liquid refrigerant flowing out of the
在庫外熱交換器3中,根據控制部31的控制,風扇FM1處於運轉狀態,外部空氣向第17圖的箭頭DR73方向流動。因此,第1庫外熱交換器3A相對於第2庫外熱交換器3B,位於外部空氣的流通的上游側。 在此狀態下,在第1庫外熱交換器3A內,液態冷媒被冷卻,溫度下降。亦即,第1庫外熱交換器3A對於液態冷媒,作為過冷卻熱交換器而發揮功能。 與液態冷媒一同流入第1庫外熱交換器3A中的氣態冷媒,也根據此冷卻而大致全部成為液態冷媒。In the
過冷卻後的液態冷媒,從第1庫外熱交換器3A的埠3Ab流出,並流入配管線路L3。 在配管線路L3中,液態冷媒經由止回閥8而進入膨脹閥7。 在膨脹閥7中,液態冷媒膨脹。這樣一來,液態冷媒由於壓力和溫度降低,氣化被促進,而成為氣相與液相混合的氣液混合冷媒。 從膨脹閥7流出的氣液混合冷媒,從埠3Bb流入第2庫外熱交換器3B。 在第2庫外熱交換器3B中,從埠3Bb流入的氣液混合冷媒,利用與外部空氣的熱交換從外部空氣獲取熱量而蒸發,成為氣態冷媒,從埠3Ba流入配管線路L2。亦即,第2庫外熱交換器3B作為蒸發器而發揮功能。 流入配管線路L2中的氣態冷媒,從成為模式B的四通閥2的埠2b經過埠2c,流經蓄液器6並返回至壓縮機1的吸入口。The supercooled liquid refrigerant flows out of the port 3Ab of the first
接著,對冷凍裝置57的除霜運轉進行說明。Next, the defrosting operation of the refrigerating
(庫內熱交換器5的除霜運轉) 即便在冷凍裝置57中,如果長時間進行冷卻運轉,庫C1內的空氣中所含有的水分也可能會結冰成霜,並附著於庫內熱交換器5的散熱片上。由於散熱片上的結霜會阻礙熱交換,因此,實行庫內熱交換器5的除霜運轉以便除霜。 如第18圖的表格所示,此除霜運轉,只有在使風扇FM1和風扇FM2停止方面,不同於升溫運轉。(Defrosting operation of the internal heat exchanger 5) Even in the
(庫外熱交換器3的除霜運轉) 即便在冷凍裝置57中,如果長時間進行升溫運轉,外部空氣中所含有的水分也可能會結冰成霜,並附著於庫外熱交換器3的散熱片3f上。 在冷凍裝置57中,庫外熱交換器3的作用與冷凍裝置51相同。因此,庫外熱交換器3的散熱片3f上的積雪或結霜極其不易產生。 但是,當使冷凍車C在降雪時行車時,如果降雪量明顯較多,庫外熱交換器3的上風側(第1庫外熱交換器3A側)的鄰接的散熱片3f之間也可能會堵塞。 此時,由於熱交換受到阻礙,不能作為熱交換器而發揮功能,因此,實行庫外熱交換器3的除霜運轉,對散熱片3f進行融雪和除霜。 如第18圖的表格所示,此除霜運轉,只有在使風扇FM1和風扇FM2停止方面,不同於冷卻運轉。(Defrosting operation of the external heat exchanger 3) Even in the
冷凍裝置57尤其是在升溫運轉中,獲得以下效果。In particular, the refrigerating
在第2庫外熱交換器3B中,氣液混合冷媒進行從外部空氣獲取熱量的熱交換,成為低壓氣態冷媒。 在庫外熱交換器3中,多個散熱片3f以橫跨於第1庫外熱交換器3A與第2庫外熱交換器3B的方式設置。因此,在第1庫外熱交換器3A中,液態冷媒所放出的部分熱量傳遞至散熱片3f並移動至第2庫外熱交換器3B,作為在第2庫外熱交換器3B中的相變化的蒸發熱而被利用。 這樣一來,由於第2庫外熱交換器3B中的液態冷媒的蒸發得以被促進,因此,可以防止液態冷媒被吸入至壓縮機1,也就是所謂的液擊現象的產生。In the second
並且,即便運轉環境為例如在寒冷地區中的行車,因降雪而使散熱片3f上積雪時,附著於散熱片3f上的雪,也會因散熱片3f受到第1庫外熱交換器隨著升溫運轉而進行的熱交換所放出的熱量而變得溫熱,從而融化。 並且,多個散熱片3f各自在第2庫外熱交換器3B側的部分,由於以下原因而變得溫熱:因利用在第1庫外熱交換器3A的熱交換而被升溫的外部空氣,向下游側流通;及,利用在第1庫外熱交換器3A中的熱交換賦予散熱片3f的熱量,向散熱片3f的下游側傳遞。 這樣一來,由於全部散熱片3f均高效率地變暖,因此,極為有效地防止散熱片3f上的積雪或結霜。 因此,冷凍裝置57的除霜動作的實行間隔變長,動作效率提高。In addition, even if the operating environment is, for example, driving in a cold area, when snow accumulates on the
並且,第1庫外熱交換器3A具有二個以上的路徑P1、P2,各路徑按照以下方式配置,亦即,在送風方向(前後方向)上大致不重疊,在吸入面上成為實質獨立的區域。 這樣一來,由於吸入面的表面溫度的不均得以被抑制,因此,附著於散熱片3f上的雪均勻地融化。In addition, the first
(變化例4) 連接第1庫外熱交換器3A的埠3Ab與第2庫外熱交換器3B的埠3Bb的並聯回路LP1(參照第1圖、第4圖、第9圖及第10圖),作為變化例4,也可以替換成沒有止回閥8的並聯回路LP1a。 第19圖中,表示出此並聯回路LP1a。(Modification 4) The parallel circuit LP1 connecting the port 3Ab of the first
(其他變化例) 庫外熱交換器3和庫內熱交換器5中的至少一者,並非限定於上述的鰭管式熱交換器。也可以是例如蛇管式(serpentine)或並流式(parallel flow),此時也將會獲得相同的效果。 針對庫外熱交換器3並非鰭管式熱交換器的情況,詳細地進行說明。 首先,準備兩個蛇管式或並流式的熱交換器,在前後方向上並列設置。而且,分別連結冷媒配管,使其中一個熱交換器作為第1庫外熱交換器3A,並且另一熱交換器作為第2庫外熱交換器3B而發揮功能。進一步,將多個熱交換散熱片分別相對於兩個熱交換器的冷媒配管以橫跨的方式而安裝,使兩個熱交換器一體化。(Other modification examples) At least one of the
上述的實施例和各變化例,也可以盡可能組合而實施。 例如,可以使變化例1與變化例3組合,並將氣液熱交換器17應用於冷凍裝置57。 此時,冷媒回路的第12圖所表示的部分中,將電磁閥11替換為止回閥71,將電磁閥13替換為止回閥73。The above-mentioned embodiments and various modified examples can also be implemented in combination as much as possible. For example, it is possible to combine
1‧‧‧壓縮機2‧‧‧四通閥2a~2d‧‧‧埠3‧‧‧庫外熱交換器3A‧‧‧第1庫外熱交換器3Aa、3Ab‧‧‧埠3B‧‧‧第2庫外熱交換器3Ba、3Bb‧‧‧埠3C‧‧‧管3f‧‧‧散熱片3LA、3LB‧‧‧冷媒配管線路4‧‧‧受液器5、25A、25B‧‧‧庫內熱交換器6‧‧‧蓄液器7、12、22A、22B、72‧‧‧膨脹閥8~10、14~16、71、73‧‧‧止回閥11、13、21A、21B、23‧‧‧電磁閥17‧‧‧氣液熱交換器31‧‧‧控制部32‧‧‧輸入部51、51A、51B、57‧‧‧冷凍裝置C‧‧‧冷凍車C1‧‧‧庫(貨櫃)CV‧‧‧內部空間D1~D4‧‧‧分歧部G、GA1、GA2、GB3~GB5‧‧‧配管列群FM1、FM2、FM25A、FM25B‧‧‧風扇(送風機)LP1、LP2、LP72、LP1A‧‧‧並聯回路L1~L11、3LA、3LB、L76、L77‧‧‧配管線路Na、Nb‧‧‧路徑數P1~P5‧‧‧路徑Qa、Qb‧‧‧容量RA、RB‧‧‧流路RK‧‧‧流通方向限制部S‧‧‧收容體1‧‧‧Compressor 2‧‧‧Four-way valve 2a~2d‧‧‧Port 3‧‧‧External heat exchanger 3A‧‧‧The first external heat exchanger 3Aa, 3Ab‧‧‧Port 3B‧‧ ‧The second external heat exchanger 3Ba, 3Bb‧‧‧Port 3C‧‧‧Tube 3f‧‧‧Radiating fins 3LA, 3LB‧‧‧Refrigerant piping line 4‧‧‧Acceptor 5, 25A, 25B‧‧‧ Internal heat exchanger 6‧‧‧Accumulator 7,12,22A,22B,72‧‧‧Expansion valve 8~10,14~16,71,73‧‧‧Check valve 11,13,21A,21B, 23‧‧‧Solenoid valve 17‧‧‧Gas-liquid heat exchanger 31‧‧‧Control unit 32‧‧‧Input unit 51, 51A, 51B, 57‧‧‧Refrigeration device C‧‧‧Refrigerator car C1‧‧‧Storage (Container) CV‧‧‧Internal space D1~D4‧‧‧Branch G, GA1, GA2, GB3~GB5‧‧‧Piping train group FM1, FM2, FM25A, FM25B‧‧‧Fan (blower) LP1, LP2 LP72, LP1A‧‧‧Parallel circuit L1~L11, 3LA, 3LB, L76, L77‧‧‧Pipe line Na, Nb‧‧‧Number of paths P1~P5‧‧‧Path Qa, Qb‧‧‧Capacity RA, RB‧ ‧‧Flow Path RK‧‧‧Circulation Direction Restriction Section S‧‧‧Container
第1圖是本發明的冷凍裝置用熱交換器及冷凍裝置的實施例也就是庫外熱交換器3與使用此庫外熱交換器3的冷凍裝置51的冷媒回路圖。 第2圖是用以說明冷凍裝置51的控制系統的圖。 第3圖是用以說明冷凍裝置51中的四通閥2、電磁閥11及電磁閥13的控制模式的圖。 第4圖是用以說明冷凍裝置51中的庫外熱交換器3的示意性剖面圖。 第5圖是用以說明庫外熱交換器3的第1立體圖。 第6圖是用以說明庫外熱交換器3的第2立體圖。 第7圖是用以說明庫外熱交換器3內的路徑的圖。 第8圖是用以說明冷凍裝置51的載置例也就是冷凍車C的側視圖。 第9圖是用以說明冷凍裝置51的冷卻運轉的冷媒回路圖。 第10圖是用以說明冷凍裝置51的升溫運轉的冷媒回路圖。 第11圖是用以說明冷凍裝置51中的控制部31所進行的控制的表格。 第12圖是用以說明變化例1也就是冷凍裝置51A中的冷媒回路的主要部分的局部冷媒回路圖。 第13圖是用以說明變化例2也就是冷凍裝置51B中的冷媒回路的主要部分的局部冷媒回路圖。 第14圖是變化例3也就是冷凍裝置57中的冷媒回路圖。 第15圖是用以說明冷凍裝置57的控制系統的圖。 第16圖是用以說明冷凍裝置57的冷卻運轉的冷媒回路圖。 第17圖是用以說明冷凍裝置57的升溫運轉的冷媒回路圖。 第18圖是用以說明冷凍裝置57中的控制部31所進行的控制的表格。 第19圖是用以說明變化例4的並聯回路LP1a的圖。Fig. 1 is an example of a heat exchanger for a refrigeration system and a refrigeration system according to the present invention, that is, a refrigerant circuit diagram of an
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3‧‧‧庫外熱交換器 3‧‧‧External heat exchanger
3A‧‧‧第1庫外熱交換器 3A‧‧‧The first external heat exchanger
3Aa、3Ab‧‧‧埠 3Aa、3Ab‧‧‧Port
3B‧‧‧第2庫外熱交換器 3B‧‧‧The second external heat exchanger
3Ba、3Bb‧‧‧埠 3Ba, 3Bb‧‧‧Port
3C‧‧‧管 3C‧‧‧Tube
3LA、3LB‧‧‧冷媒配管線路 3LA, 3LB‧‧‧Refrigerant Piping Line
7‧‧‧膨脹閥 7‧‧‧Expansion valve
8、9‧‧‧止回閥 8,9‧‧‧Check valve
GA1、GA2、GB3~GB5‧‧‧配管列群 GA1, GA2, GB3~GB5‧‧‧Piping array group
FM1‧‧‧風扇(送風機) FM1‧‧‧Fan (blower)
LP1‧‧‧並聯回路 LP1‧‧‧Parallel circuit
L2、L3、L4、L9‧‧‧配管線路 L2, L3, L4, L9‧‧‧Piping line
P1~P5‧‧‧路徑 P1~P5‧‧‧Path
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