JP5222494B2 - Environmental tester - Google Patents
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Description
本発明は、環境試験器に関するものであり、さらに詳しくは、圧縮機、凝縮器、膨張手段、蒸発器などによって構成される冷凍回路を複数持ち、1つの冷凍回路で運転する一元運転と、カスケードコンデンサなどを用いて2以上の冷凍回路で運転する多元運転との切替が可能な冷凍装置を備えた環境試験器に関するものである。 The present invention relates to environmental test chambers, and more particularly, a compressor, a condenser, expansion means, having a plurality of refrigeration circuits composed of such an evaporator, a one yuan operation operating at a single refrigeration circuit, those concerning the environmental tester switching with a possible refrigeration system with multiple operation operating at two or more refrigeration circuits by using a cascade condenser.
従来より、恒温槽や空調装置には、冷却するための冷凍装置が用いられている。そして、この冷凍装置には、圧縮機、凝縮器、膨張手段、蒸発器などによって構成され、冷媒が循環する冷凍回路を有している。そして、冷媒は、圧縮機によって圧縮され、凝縮器によって凝縮し、膨張手段で膨張した後に、蒸発器で蒸発し、再び圧縮機に戻って循環するものであり、蒸発器での蒸発の際に、周囲から熱を奪って冷却が行われる。 Conventionally, a refrigeration apparatus for cooling is used in a thermostat or an air conditioner. The refrigeration apparatus includes a refrigeration circuit that is constituted by a compressor, a condenser, an expansion unit, an evaporator, and the like and in which a refrigerant circulates. The refrigerant is compressed by the compressor, condensed by the condenser, expanded by the expansion means, evaporated by the evaporator, circulated back to the compressor again, and is evaporated at the evaporator. Cooling takes away heat from the surroundings.
より低温にしたり、早く冷却するためには、冷却能力を高くする必要があるが、このような場合、カスケードコンデンサなどで熱的につながった2以上の冷凍回路を有する多元運転が可能な冷凍装置が用いられることがあった。
このような冷凍装置は、複数の冷凍回路を有し、凝縮器と他の冷凍回路の蒸発器をカスケードコンデンサで熱的に接続しているので、通常の方法よりも、当該凝縮器がより冷却されて、冷却能力を高めることができるものである。
To lower the temperature or to cool faster, it is necessary to increase the cooling capacity. In such a case, a refrigeration apparatus capable of multiple operation having two or more refrigeration circuits thermally connected by a cascade condenser or the like. Was sometimes used.
Such a refrigeration apparatus has a plurality of refrigeration circuits, and the condenser and the evaporators of the other refrigeration circuits are thermally connected by a cascade condenser, so that the condenser is more cooled than a normal method. Thus, the cooling capacity can be increased.
多元運転で冷却を行う場合、冷却能力が高まるのであるが、複数の冷凍回路を運転することになるので、エネルギーを多く消費してしまう。したがって、冷却能力がそれほど必要のない場合、すなわち、1つの冷凍回路を運転する一元運転で十分能力が足りる場合には、一元運転で運転することが望ましい。 When cooling is performed in a multi-source operation, the cooling capacity is increased. However, since a plurality of refrigeration circuits are operated, a large amount of energy is consumed. Therefore, when the cooling capacity is not so required, that is, when the capacity is sufficient with the single operation of operating one refrigeration circuit, it is desirable to operate with the single operation.
そこで、特許文献1などには、一元運転と多元運転との切り替えを行うことが可能な冷凍装置が開示されている。
ところで、一元運転による運転の際に、運転状況によっては圧縮機での冷媒の温度が高くなる場合がある。このように、冷媒の温度が高くなりすぎると、冷媒自体の劣化などが発生しやすく、また、機器を痛めやすい。そのため、凝縮器と膨張弁との間から分岐させ、別の膨張弁を介して圧縮機に接続するインジェクション回路を設けて、圧縮の際の温度上昇を低減させる事が行われている。 By the way, at the time of the driving | operation by unitary operation, the temperature of the refrigerant | coolant in a compressor may become high depending on the driving | running condition. Thus, if the temperature of the refrigerant becomes too high, the refrigerant itself is likely to be deteriorated and the equipment is easily damaged. Therefore, an injection circuit that branches from between the condenser and the expansion valve and is connected to the compressor via another expansion valve is provided to reduce the temperature rise during compression.
上記のような、一元運転と多元運転(二元運転)との運転の切替を行うことができ、一元運転の冷凍サイクルと、多元運転の高温側冷凍サイクルを兼用させ、インジェクション回路が設けられたものとして、例えば、図6に示される冷凍装置が考えられる。
この冷凍装置100は、低温側冷凍回路101及び高温側冷凍回路102の2つ冷凍回路を持ち、低温側冷凍回路101の凝縮器112と、高温側冷凍回路102の蒸発器124によってカスケードコンデンサ105が形成されており、運転の切替は、開閉弁126、127、128によって、高温側冷凍回路102の冷媒の流れを切り替えて使用するものである。
As described above, the operation can be switched between the single operation and the multiple operation (two operation), and the injection circuit is provided by combining the refrigeration cycle of the single operation and the high temperature side refrigeration cycle of the multiple operation. As a thing, the freezing apparatus shown by FIG. 6 can be considered, for example.
This
そして、一元運転の場合には、開閉弁126と開閉弁128とを開いて、開閉弁127を閉じて、高温側冷凍回路102の圧縮機121のみを動かせて運転する。
そうすると、冷媒は、圧縮機121から凝縮器122、膨張弁133、蒸発器134を通って、再び圧縮機121に入って循環し、蒸発器134で熱を奪って冷却対象103の温度を下げる。また、冷媒の一部は凝縮器122から分岐して、インジェクション回路104の膨張弁125を通過して、圧縮機121へと循環する。
In the case of a single operation, the on-off
Then, the refrigerant passes from the
また、二元運転の場合には、開閉弁126と開閉弁128とを閉じて、開閉弁127を開いて、低温側冷凍回路101の圧縮機111と高温側冷凍回路102の圧縮機121の両方を動かせて運転する。
そうすると、高温側冷凍回路102では、冷媒は、圧縮機121から凝縮器122、膨張弁123、蒸発器124を通って、再び圧縮機121に入って循環し、蒸発器124で熱を奪って、低温側冷凍回路101の凝縮器112の温度を下げる。
一方、低温側冷凍回路101では、冷媒は、圧縮機111から凝縮器112、膨張弁113、蒸発器114を通って、再び圧縮機111に入って循環し、蒸発器114で熱を奪って、冷却対象103の温度を下げる。
In the case of dual operation, the on-off
Then, in the high temperature
On the other hand, in the low temperature
しかしながら、二元運転を行う場合、高温側冷凍回路102の蒸発器124での冷却が行わなければ低温側冷凍回路101が機能しない。そのため、一元運転から二元運転への切り替え直後には、冷却能力が低下してしまい、二元運転で運転を行っているにもかかわらず、冷却対象103の温度の降下速度が遅くなったり、温度が上昇したりするおそれがあった。
However, when performing dual operation, the low temperature
そこで、本発明は、一元運転と多元運転との切替が可能な冷凍装置であり、切り替えの際に、冷却能力が低下しにくい冷凍装置を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a refrigeration apparatus that is capable of switching between a single operation and a multiple operation and that is unlikely to have a reduced cooling capacity when switching.
そして、上記した目的を達成するための発明は、低温側凝縮器及び低温側蒸発器を有し、冷媒を循環させて低温側蒸発器で冷却を行う低温側冷凍回路と、高温側凝縮器、高温側第1蒸発器及び高温側第2蒸発器を有し、冷媒を循環させて高温側第1蒸発器又は高温側第2蒸発器で冷却を行う高温側冷凍回路とが設けられ、低温側凝縮器及び高温側第2蒸発器によってカスケードコンデンサが形成されており、高温側凝縮器及び高温側第1蒸発器の間で冷媒を循環させて、高温側第1蒸発器で冷却する一元運転と、高温側凝縮器及び高温側第2蒸発器の間で冷媒を循環させ、また、低温側凝縮器及び低温側蒸発器の間で冷媒を循環させ、カスケードコンデンサにおいて高温側第2蒸発器により低温側凝縮器を冷却し、低温側蒸発器で冷却する多元運転との運転の切り替えが可能であり、さらに、高温側冷凍回路には、一元運転の際に高温側第1蒸発器を通過せずに冷媒を循環させてサクションインジェクション回路として機能する接続路を有しており、前記接続路には多元運転の際に使用される高温側第2蒸発器が配置されており、一元運転の際に冷媒の一部を高温側第2蒸発器にも流すことで低温側凝縮器を冷却し、一元運転から多元運転に切り替えられた際に、低温側凝縮器が冷却されている状態で多元運転が行われることを特徴とする冷凍装置である。 And the invention for achieving the above-mentioned object has a low-temperature side condenser and a low-temperature side evaporator, circulates the refrigerant and cools by the low-temperature side evaporator, a high-temperature side condenser, A high temperature side first evaporator and a high temperature side second evaporator, provided with a high temperature side refrigeration circuit for circulating the refrigerant and cooling with the high temperature side first evaporator or the high temperature side second evaporator, A cascade condenser is formed by the condenser and the high temperature side second evaporator, and the refrigerant is circulated between the high temperature side condenser and the high temperature side first evaporator, and is cooled by the high temperature side first evaporator; The refrigerant is circulated between the high-temperature side condenser and the high-temperature side second evaporator, and the refrigerant is circulated between the low-temperature side condenser and the low-temperature side evaporator. Cool the side condenser and cool it with the low temperature side evaporator. The high temperature side refrigeration circuit has a connection path that functions as a suction injection circuit by circulating the refrigerant without passing through the high temperature side first evaporator during the single operation. A high-temperature side second evaporator that is used in multi-unit operation is disposed in the connection path, and a part of the refrigerant is allowed to flow also to the high-temperature side second evaporator during single-unit operation. The refrigeration apparatus is characterized in that when the low temperature side condenser is cooled and switched from the single operation to the multiple operation, the multiple operation is performed while the low temperature condenser is cooled.
本発明によれば、高温側冷凍回路には、一元運転の際に高温側第1蒸発器を通過せずに冷媒の一部を循環させてサクションインジェクション回路として機能する接続路を有しており、前記接続路には多元運転の際に使用される高温側第2蒸発器が配置されているので、一元運転の際に、高温側第2蒸発器を冷媒が通過して、低温側凝縮器を冷却することになり、一元運転から多元運転に切り替えた直後から多元運転の冷却能力を発揮させることができる。 According to the present invention, the high-temperature side refrigeration circuit has a connection path that functions as a suction injection circuit by circulating a part of the refrigerant without passing through the high-temperature side first evaporator during the unitary operation. Since the high-temperature side second evaporator used in the multi-way operation is arranged in the connection path, the refrigerant passes through the high-temperature side second evaporator during the single-way operation, and the low-temperature side condenser Thus, the cooling capacity of the multiple operation can be exhibited immediately after switching from the single operation to the multiple operation.
また請求項1に記載の発明は、冷凍装置によって槽内を冷却する機能を備えた環境試験器において、前記冷凍装置は、低温側圧縮機、低温側凝縮器、低温側膨張手段及び低温側蒸発器を有する低温側冷凍回路と、高温側圧縮機、高温側凝縮器、高温側第1膨張手段、高温側第2膨張手段、高温側第1蒸発器及び高温側第2蒸発器を有する高温側冷凍回路とが設けられ、低温側凝縮器及び高温側第2蒸発器によってカスケードコンデンサが形成され、高温側冷凍回路は、高温側圧縮機、高温側凝縮器、高温側第1膨張手段及び高温側第1蒸発器を循環する一元用冷凍サイクルと、高温側圧縮機、高温側凝縮器、高温側第2膨張手段及び高温側第2蒸発器を循環する多元用冷凍サイクルとを切り替えることができ、一元用冷凍サイクルを構成する回路には、高温側凝縮器及び高温側第1膨張手段の間の高圧側分岐と、高温側第1蒸発器及び高温側圧縮機の間の低圧側分岐とがつながった接続路が形成され、接続路はサクションインジェクション用膨張手段を有し、冷媒の一部をバイパスさせて前記高温側圧縮機での冷媒の温度上昇を防止するサクションインジェクション回路として機能し、高温側冷凍回路の一元用冷凍サイクルによる一元運転と、高温側冷凍回路の多元用冷凍サイクルと低温側冷凍回路とによる多元運転とを切り替えることができ、さらに、接続路には、サクションインジェクション用膨張手段よりも低圧側分岐側に前記高温側第2蒸発器が配置されており、サクションインジェクション用膨張手段と高温側第2蒸発器との間に合流部が形成されており、多元用冷凍サイクルでは、高温側第2膨張手段から合流部を通過して接続路の高温側第2蒸発器から低圧側分岐へと冷媒が流れ、一元用冷凍サイクルを構成する回路に冷媒を流す際、冷媒の一部を高温側第2蒸発器にも流すことで低温側凝縮器を冷却すると共に前記高温側圧縮機での冷媒の温度上昇を防止するものであり、一元運転から多元運転に切り替えられた際に、低温側凝縮器が冷却されている状態で多元運転が行われることを特徴とするものであり、前記低温側蒸発器と前記高温側第1蒸発器によって前記槽内を冷却し、前記高温側第2蒸発器は槽外にあって槽内を冷却することができないことを特徴とする環境試験器である。
The invention described in
請求項1に記載の発明によれば、一元用冷凍サイクルで、サクションインジェクション回路として機能する接続路には、サクションインジェクション用膨張手段よりも低圧側分岐側に高温側第2蒸発器が配置されており、サクションインジェクション用膨張手段と高温側第2蒸発器との間に合流部が形成されており、多元用冷凍サイクルでは、高温側第2膨張手段から合流部を通過して接続路の高温側第2蒸発器から低圧側分岐へと冷媒が流れるものであるので、一元運転の際に、高温側第2蒸発器を冷媒の一部が通過して、低温側凝縮器を冷却することになり、一元運転から多元運転に切り替えた直後から多元運転の冷却能力を発揮させることができる。 According to the first aspect of the present invention, the high-temperature side second evaporator is arranged on the low-pressure side branch side of the expansion means for suction injection in the connection path functioning as the suction injection circuit in the central refrigeration cycle. And a confluence portion is formed between the suction injection expansion means and the high temperature side second evaporator. In the multi-component refrigeration cycle, the high temperature side of the connection path passes through the confluence portion from the high temperature side second expansion means. Since the refrigerant flows from the second evaporator to the low-pressure side branch, part of the refrigerant passes through the high-temperature side second evaporator and cools the low-temperature side condenser during the single operation. The cooling capacity of the multiple operation can be exhibited immediately after switching from the single operation to the multiple operation.
また、高温側冷凍回路に開閉弁を設け、開閉弁の開閉により、一元用冷凍サイクルと多元用冷凍サイクルの切替を行うことができる(請求項2)。 Moreover, the on-off valve provided on the high temperature side refrigerating circuit, the opening and closing of the valve can be switched centrally refrigeration cycle and multiple refrigeration cycle (claim 2).
請求項3に記載の発明は、高温側冷凍回路には、高温側凝縮器からの配管が分岐する切替分岐を有しており、一方は一元用冷凍サイクルを用いる際に開状態とする第1開閉弁から高圧側分岐に至り、他方は多元用冷凍サイクルを用いる際に開状態とする第2開閉弁から高温側第2膨張手段を経て合流部に至るものであり、サクションインジェクション用膨張手段は、多元運転の際に合流部から高圧側分岐への逆流を防止する機能を有するものであることを特徴とする請求項3に記載の冷凍装置である。
ここで、多元運転の際に合流部から高圧側分岐への逆流を防止する機能を有するものとしては、圧力や温度などの条件により、逆流を防止することができるものがある。
According to a third aspect of the present invention, the high-temperature side refrigeration circuit has a switching branch in which piping from the high-temperature side condenser branches, and one of the high-temperature side refrigeration circuits is opened when using the one-way refrigeration cycle. The on-off valve leads to the high-pressure side branch, and the other is from the second on-off valve that is opened when the multi-component refrigeration cycle is used to the merging portion via the high-temperature side second expansion means. The expansion means for suction injection is The refrigeration apparatus according to claim 3, wherein the refrigeration apparatus has a function of preventing a backflow from the merging portion to the high-pressure side branch during multi-source operation.
Here, what has a function which prevents the backflow from a confluence | merging part to a high voltage | pressure side branch at the time of multi-component operation can prevent a backflow by conditions, such as a pressure and temperature.
請求項3に記載の発明によれば、高温側冷凍回路には、高温側凝縮器からの配管が分岐する切替分岐を有しており、一方は一元用冷凍サイクルを用いる際に開状態とする第1開閉弁から高圧側分岐に至り、他方は多元用冷凍サイクルを用いる際に開状態とする第2開閉弁から高温側第2膨張手段を経て合流部に至るものであり、サクションインジェクション用膨張手段は、多元運転の際に合流部から高圧側分岐への逆流を防止するものであるので、一元運転と多元運転の切り替えを、第1開閉弁と第2開閉弁の2個の開閉弁で行うことができる。 According to the third aspect of the present invention, the high temperature side refrigeration circuit has a switching branch in which the pipe from the high temperature side condenser branches, and one of the high temperature side refrigeration circuits is opened when the one-way refrigeration cycle is used. The first on-off valve leads to the high-pressure side branch, and the other is from the second on-off valve that is opened when the multi-component refrigeration cycle is used to the merging section through the high-temperature side second expansion means, and the expansion for suction injection Since the means prevents backflow from the junction to the high-pressure side branch during multi-unit operation, the switching between the single operation and multi-unit operation can be performed with two on-off valves, the first on-off valve and the second on-off valve. It can be carried out.
本発明の冷凍装置は、一元運転から多元運転へ切り替える際に、切替直後の多元運転の冷却能力の低下を防止し、スムーズな冷却が可能である。 When the refrigeration apparatus of the present invention is switched from the single operation to the multiple operation, the cooling capacity of the multiple operation immediately after switching is prevented from being lowered, and smooth cooling is possible.
以下さらに本発明の具体的実施例について説明する。
本発明の第1の実施形態の冷凍装置1は、図1に示されるような冷凍回路を持ち、環境試験器5の槽13内を冷却するものである。
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described.
The
冷凍装置1は、低温側冷凍回路11及び高温側冷凍回路12の2つ冷凍回路を持っている。そして、低温側冷凍回路11と、高温側冷凍回路12とは、別の配管系統である。
The
低温側冷凍回路11は、低温側圧縮機21、低温側凝縮器22、低温側膨張手段23及び低温側蒸発器24を有しており、配管によって接続されて、冷媒が循環する回路が形成されている。
具体的には、低温側冷凍回路11は、1つの循環経路しかなく、分岐などが設けられていない。そして、低温側圧縮機21、低温側凝縮器22、低温側膨張手段23、低温側蒸発器24の順につながっている。
The low temperature side refrigeration circuit 11 has a low
Specifically, the low temperature side refrigeration circuit 11 has only one circulation path and is not provided with a branch or the like. The low
そして、低温側冷凍回路11を用いる際には、低温側圧縮機21を作動状態とする。
そうすると、低温側圧縮機21で高圧になった冷媒は、低温側凝縮器22から低温側膨張手段23に移動し、さらに、低温側膨張手段23で冷媒は膨張して低圧となった後に低温側蒸発器24を通って、再び低温側圧縮機21に入って循環する。この冷媒が循環する冷凍サイクルが行われる際に、低温側凝縮器22では熱を放出し、低温側蒸発器24では外部から熱を奪って、槽13内の温度を下げることができる。
And when using the low temperature side freezing circuit 11, the low
Then, the refrigerant that has become high pressure in the low-
高温側冷凍回路12は、高温側圧縮機31、高温側凝縮器32、高温側第1膨張手段33、高温側第2膨張手段34、高温側第1蒸発器35及び高温側第2蒸発器36を有しており、これらは配管によって接続されている。
また、高温側第2蒸発器36と、低温側冷凍回路11の低温側凝縮器22とにより、カスケードコンデンサ55となっている。そして、カスケードコンデンサ55において高温側第2蒸発器36により低温側凝縮器22を冷却することができ、低温側凝縮器22の熱を高温側第2蒸発器36へ移動させることができる。
The high temperature
Further, a
また、高温側冷凍回路12には、第1開閉弁37と第2開閉弁38が設けられており、配管内の冷媒の流れを切り替えることができる。
そして、この第1開閉弁37や第2開閉弁38の開閉状態を変えることによって、高温側冷凍回路12には2つの冷凍サイクルを形成することができ、図2に示すような一元用冷凍サイクル50と、図3に示すような二元用冷凍サイクル51との切り替えを行うことができる。
Further, the high temperature
Then, by changing the open / close state of the first on-off
高温側冷凍回路12の構成は、図1〜図3に示されており、具体的には以下のような構成である。
まず、高温側圧縮機31は高温側凝縮器32とつながっている。そして、切替分岐56で、高温側凝縮器32からの配管が二方向に分岐しており、一方は一元用冷凍サイクル50を用いる際に開状態とする第1開閉弁37につながり、他方は二元用冷凍サイクル51を用いる際に開状態とする第2開閉弁38につながっている。
第2開閉弁38は高温側第2膨張手段34に接続しており、さらに合流部57につながっている。そして、合流部57で接続路62と合流しており、合流部57は、接続路62に配置されているサクションインジェクション用膨張手段63と高温側第2蒸発器36との間に配置されている。
The configuration of the high temperature
First, the high
The second on-off
第1開閉弁37は、高圧側分岐60につながっている。そして、高圧側分岐60で、第1開閉弁37からの配管が二方向に分岐しており、一方が接続路62とつながっており、他方が高温側第1膨張手段33や高温側第1蒸発器35とつながっている。
接続路62は、高圧側分岐60と低圧側分岐61とをつなぐものである。接続路62には、サクションインジェクション用膨張手段63と高温側第2蒸発器36が配置されている。また、高温側第2蒸発器36は、サクションインジェクション用膨張手段63よりも低圧側分岐61側に配置されている。
The first on-off
The
そして、低圧側分岐61では、高温側第1膨張手段33や高温側第1蒸発器35を通過する配管と、接続路62とが合流し、さらに、低圧側分岐61から高温側圧縮機31へと接続している。
In the low
低温側蒸発器24と高温側第1蒸発器35は、環境試験器5の槽13内に配置されており、槽13内の冷却を行うことができるようになっている。
The low
次に、一元用冷凍サイクル50と、二元用冷凍サイクル51について説明する。
一元用冷凍サイクル50は、図2に示されるように、高温側圧縮機31、高温側凝縮器32、高温側第1膨張手段33及び高温側第1蒸発器35によって、冷媒が循環する冷凍サイクルである。
一元用冷凍サイクル50を用いる際には、第1開閉弁37を開状態として、第2開閉弁38を閉状態とした状態で、高温側圧縮機31を作動させる。
Next, the one-
As shown in FIG. 2, the
When using the one-
また、上記したように、高温側凝縮器32と高温側第1膨張手段33との間には、高圧側分岐60を有し、高温側第1蒸発器35と高温側圧縮機31との間に低圧側分岐61を有し、さらに、高圧側分岐60と低圧側分岐61とをつなぐ接続路62が形成されている。
そして、一元用冷凍サイクル50では、後述するように、接続路62がサクションインジェクション回路として機能するものである。
Further, as described above, the high
In the
一元用冷凍サイクル50では、高温側圧縮機31で高圧になった冷媒が、高温側凝縮器32から第1開閉弁37を通過して高温側第1膨張手段33に移動し、さらに、高温側第1膨張手段33で冷媒は膨張して低圧となった後に高温側第1蒸発器35を通って、再び圧縮機31に入って循環する。この冷媒が循環する際、高温側凝縮器32では外部へと熱を放出し、また、高温側第1蒸発器35では外部から熱を奪って、槽内13の温度を下げることができる。
In the
そして、冷媒の一部は、高圧側分岐60から分岐して接続路62を流れ、低圧側分岐61で高温側第1蒸発器35を出た冷媒と合流して、高温側圧縮機31へと流れて循環する。この接続路62はサクションインジェクション回路として機能する。
そのため、一元用冷凍サイクル50を用いて運転する場合、高温側圧縮機31での冷媒の温度上昇を防止することができる。
また、接続路62の高温側第2蒸発器36を冷媒が通過するので、高温側第2蒸発器36において熱を吸収して周囲を冷却する。その結果、カスケードコンデンサ55となって、高温側第2蒸発器36と熱的に接続されている低温側凝縮器22が冷却されることとなる。
この一元運転で、高温側第2蒸発器36を通過する冷媒は、サクションインジェクション用膨張手段63を通過した直後のものであるので、高温側第2蒸発器36での冷却を十分に行うことができる。
Then, a part of the refrigerant branches from the high
Therefore, when it operates using the
Moreover, since the refrigerant passes through the high temperature side second evaporator 36 of the
In this one-way operation, the refrigerant passing through the high temperature side second evaporator 36 is just after passing through the suction injection expansion means 63, so that the high temperature side second evaporator 36 can be sufficiently cooled. it can.
二元用冷凍サイクル51は、図3に示されるように、高温側圧縮機31、高温側凝縮器32、高温側第2膨張手段34及び高温側第2蒸発器36によって、冷媒が循環する冷凍サイクルである。
二元用冷凍サイクル51を用いる際には、第1開閉弁37を閉状態として、第2開閉弁38を開状態とした状態で、高温側圧縮機31を作動状態とする。
そうすると、高温側圧縮機31で高圧になった冷媒が、高温側凝縮器32から第2開閉弁38を通過して高温側第2膨張手段34に移動し、さらに、高温側第2膨張手段34で冷媒は膨張して低圧となった後に高温側第2蒸発器36を通って、再び圧縮機31に入って循環する。この冷媒が循環する際、高温側凝縮器32では外部へと熱を放出し、また、高温側第2蒸発器36では低温側冷凍回路11の低温側凝縮器22の熱を奪う。
As shown in FIG. 3, the
When the two-
Then, the refrigerant that has become high pressure in the high
高温側第2蒸発器36は接続路62に配置されているので、高温側第2膨張手段34から流れる冷媒は、合流部57から接続路62に入り、高温側第2蒸発器36を通過して低圧側分岐61へと流れる。
Since the high temperature side second evaporator 36 is disposed in the
なお、冷凍装置1に用いられる圧縮機21、31、凝縮器22、32、膨張手段23、33、34、蒸発器24、35、36、カスケードコンデンサ55、使用される冷媒、開閉弁37、38や、配管などは、公知のものを採用することができる。
例えば、開閉弁37、38は電磁弁を用いることができ、膨張手段23、33、34は膨張弁を用いることができる。
The
For example, the on-off
また、本実施形態の接続路62には、開閉弁が設けられていないが、サクションインジェクション用膨張手段63には、二元運転の際に逆流しない温度式膨張弁が用いられているので、二元運転の際に、合流部57から高圧側分岐60への逆流は発生しないようになっている。
なお、サクションインジェクション用膨張手段63として、他の膨張弁を用いて逆流を防止してもよい。また、キャピラリーなどの逆流のおそれがあるものを用いる場合には、高圧側分岐60と合流部57との間に、逆止弁や開閉弁を配置することができる。開閉弁を配置した場合、この開閉弁は、一元運転の際には開状態とし、多元運転の際には閉状態とする。
The
In addition, as the expansion means 63 for suction injection, the backflow may be prevented by using another expansion valve. In addition, when a device such as a capillary that may cause a backflow is used, a check valve or an on-off valve can be disposed between the high-
そして、冷凍装置1では、高温側冷凍回路12のみで環境試験器5の槽13の冷却を行う一元運転と、低温側冷凍回路11及び高温側冷凍回路12の両方を用いて行う二元運転とが可能である。この運転の切り替えは、第1開閉弁37、第2開閉弁38、低温用圧縮機21及び高温側圧縮機31の制御により行なわれるが、これは図示しない制御手段によって行われる。
And in the
一元運転は、図2のように、高温側冷凍回路12の一元用冷凍サイクル50を用いて行われるものであり、高温側圧縮機31のみを作動させ、第1開閉弁37を開状態として運転される。そして、高温側第1蒸発器35により、槽13内の温度を下げる。
As shown in FIG. 2, the unitary operation is performed using the
また、二元運転は、図3のように、低温側冷凍回路11と、高温側冷凍回路12の二元用冷凍サイクル51を用いて行われるものであり、低温側圧縮機21及び高温側圧縮機31を作動させ、第2開閉弁38を開状態として運転される。そして、低温側蒸発器24により、槽13内の温度を下げる。
Further, as shown in FIG. 3, the binary operation is performed using the low temperature side refrigeration circuit 11 and the high temperature
一元運転では、高温側圧縮機31しか作動しないので省エネルギーであり、槽13内の温度が比較的高温の場合などに行われる。
また、多元運転では、冷却能力が高いので、比較的低温の冷却の場合などに行われる。
In the unitary operation, only the high
Moreover, since the cooling capability is high in the multiple operation, the cooling is performed at a relatively low temperature.
本実施形態の冷凍装置1は、環境試験器5に使用されており、槽13内の冷却が必要な時などに稼働するものであるが、槽13内の温度が比較的高い場合に槽13内を冷却する場合には、一元運転が行われ、また、槽13内の温度が比較的低い場合に槽13内を冷却する場合や槽13内の温度が高くても急激に冷却を行う場合には、二元運転が行われる。
The
そのため、槽13内の冷却を行う過程で、一元運転から二元運転の切り替えが行われることがある。そして、本実施形態の冷凍装置1では、二元運転の冷却能力を一元運転から切り替えた直後から発揮することができる。
すなわち、一元運転を行うと、高温側冷凍回路12の一元用冷凍サイクル50が用いられ、接続路62の高温側第2蒸発器36を冷媒が通過する。そのため、低温側凝縮器22自体やその内部の冷媒が冷えている状態となり、この状態で低温側圧縮機21を作動させることができるので、低温側冷凍回路11による冷凍サイクルは、作動直後から冷却能力を発揮することができる。そして、二元運転における槽13内の冷却をスムーズに行うことができる。
Therefore, in the process of cooling the
That is, when the one-way operation is performed, the one-
上記した実施形態では、高温側冷凍回路12のみで行う一元運転と、低温側冷凍回路11及び高温側冷凍回路12とによる二元運転を行うものであったが、別の冷凍回路をカスケードコンデンサを用いて追加するなどして、二元運転のかわりに、三元以上の多元運転を行う構成を用いることができる。
In the above-described embodiment, the single operation performed only by the high temperature
また、開閉弁37、38の位置、分岐56、60、61や合流部57の位置は、特に限定されるものではなく、一元用冷凍サイクル50と二元用冷凍サイクル51とを切り替えて用いることができ、一元用冷凍サイクル50でサクションインジェクション回路として機能する接続路62に、二元用冷凍サイクル51に用いられる高温側第2蒸発器が配置されるような、他の構造を採用することができる。
Further, the positions of the on-off
例えば、図4、図5に示されるような、第2、第3の実施形態における冷凍装置2、3を採用することができる。
For example, the
第2の実施形態における冷凍装置2は、図4に示されており、上記した第1の実施形態における冷凍装置1に設けられている開閉弁37の位置を変更したものである。具体的には、高圧側分岐60と高温側第1膨張手段33との間に開閉弁71を配置し、高圧側分岐60とサクションインジェクション用膨張手段63との間に開閉弁72を配置し、他の構造については冷凍装置1と同様な構造としたものである。
そして、一元運転の際には開閉弁71を開状態とし、開閉弁38及び開閉弁72を閉状態とし、二元運転の際には、開閉弁38及び開閉弁72を開状態とし、開閉弁71を閉状態とする。
The
In the one-way operation, the on-off valve 71 is opened, the on-off
第3の実施形態における冷凍装置3は、図5に示されており、上記した第2の実施形態における冷凍装置2に設けられている高温側第1膨張手段33の配置を、分岐60aよりも上流に設け、接続路62にサクションインジェクション用膨張手段63を設けないで、他は冷凍装置2と同様な構造としたものである。
そして、運転の切り替えは、上記の冷凍装置2と同様であり、一元運転の際には開閉弁71を開状態とし、開閉弁38及び開閉弁72を閉状態とし、二元運転の際には、開閉弁38及び開閉弁72を開状態とし、開閉弁71を閉状態とする。
The refrigeration apparatus 3 in the third embodiment is shown in FIG. 5, and the arrangement of the high temperature side first expansion means 33 provided in the
The operation switching is the same as that of the
さらに、図示はしていないが、第2、第3の実施形態における冷凍装置2、3において、開閉弁71や開閉弁72の替わりに、高圧側分岐60や分岐60aに三方弁を設けた構造を採用しても良く、この三方弁の切替によって運転を切り替えても良い。
Further, although not shown, in the
1、2、3 冷凍装置
5 環境試験器
11 低温側冷凍回路
12 高温側冷凍回路
13 槽
21 低温側圧縮機
22 低温側凝縮器
23 低温側膨張手段
24 低温側蒸発器
31 高温側圧縮機
32 高温側凝縮器
33 高温側第1膨張手段
34 高温側第2膨張手段
35 高温側第1蒸発器
36 高温側第2蒸発器
37 第1開閉弁
38 第2開閉弁
50 一元用冷凍サイクル
51 多元用冷凍サイクル
55 カスケードコンデンサ
56 切替分岐
57 合流部
60 高圧側分岐
61 低圧側分岐
62 接続路
1, 2, 3
Claims (3)
前記冷凍装置は、低温側圧縮機、低温側凝縮器、低温側膨張手段及び低温側蒸発器を有する低温側冷凍回路と、高温側圧縮機、高温側凝縮器、高温側第1膨張手段、高温側第2膨張手段、高温側第1蒸発器及び高温側第2蒸発器を有する高温側冷凍回路とが設けられ、低温側凝縮器及び高温側第2蒸発器によってカスケードコンデンサが形成され、高温側冷凍回路は、高温側圧縮機、高温側凝縮器、高温側第1膨張手段及び高温側第1蒸発器を循環する一元用冷凍サイクルと、高温側圧縮機、高温側凝縮器、高温側第2膨張手段及び高温側第2蒸発器を循環する多元用冷凍サイクルとを切り替えることができ、一元用冷凍サイクルを構成する回路には、高温側凝縮器及び高温側第1膨張手段の間の高圧側分岐と、高温側第1蒸発器及び高温側圧縮機の間の低圧側分岐とがつながった接続路が形成され、接続路はサクションインジェクション用膨張手段を有し、冷媒の一部をバイパスさせて前記高温側圧縮機での冷媒の温度上昇を防止するサクションインジェクション回路として機能し、高温側冷凍回路の一元用冷凍サイクルによる一元運転と、高温側冷凍回路の多元用冷凍サイクルと低温側冷凍回路とによる多元運転とを切り替えることができ、さらに、接続路には、サクションインジェクション用膨張手段よりも低圧側分岐側に前記高温側第2蒸発器が配置されており、サクションインジェクション用膨張手段と高温側第2蒸発器との間に合流部が形成されており、多元用冷凍サイクルでは、高温側第2膨張手段から合流部を通過して接続路の高温側第2蒸発器から低圧側分岐へと冷媒が流れ、一元用冷凍サイクルを構成する回路に冷媒を流す際、冷媒の一部を高温側第2蒸発器にも流すことで低温側凝縮器を冷却すると共に前記高温側圧縮機での冷媒の温度上昇を防止するものであり、一元運転から多元運転に切り替えられた際に、低温側凝縮器が冷却されている状態で多元運転が行われることを特徴とするものであり、
前記低温側蒸発器と前記高温側第1蒸発器によって前記槽内を冷却し、前記高温側第2蒸発器は槽外にあって槽内を冷却することができないことを特徴とする環境試験器。 In an environmental tester equipped with a function to cool the inside of the tank with a refrigeration system,
The refrigerating apparatus includes a low temperature side compressor, a low temperature side condenser, a low temperature side expansion means and a low temperature side evaporator, a high temperature side compressor, a high temperature side condenser, a high temperature side first expansion means, and a high temperature side. Side expansion means, a high temperature side first evaporator, and a high temperature side second evaporator, and a cascade condenser is formed by the low temperature side condenser and the high temperature side second evaporator. The refrigeration circuit includes a high-temperature side compressor, a high-temperature side condenser, a high-temperature side first expansion means, and a high-temperature side first evaporator, a central refrigeration cycle, a high-temperature side compressor, a high-temperature side condenser, and a high-temperature side second. The expansion unit and the multi-component refrigeration cycle circulating through the high-temperature side second evaporator can be switched, and the circuit constituting the single-unit refrigeration cycle includes a high-pressure side between the high-temperature side condenser and the high-temperature side first expansion unit. Branch, high temperature side first evaporator and high temperature side Is the low-pressure side branch and is connected path that led the formation during compressor, connecting channel has expansion means for the suction injection, the temperature rise of the refrigerant in the higher temperature side compressor by bypassing a part of the refrigerant It functions as a suction injection circuit to prevent, and can switch between a single operation by a single refrigeration cycle of a high temperature side refrigeration circuit and a multiple operation by a multiple refrigeration cycle of a high temperature side refrigeration circuit and a low temperature side refrigeration circuit, the connection path, and the high temperature side second evaporator is arranged on the low pressure side branch side than the suction injection expansion means, is merging section between the expansion means and the high temperature side second evaporator for suction injection formation In the multi-component refrigeration cycle, the high-temperature side second expansion means passes through the junction and passes from the high-temperature side second evaporator of the connection path to the low-pressure side branch. Refrigerant flows when the refrigerant is passed through the circuit to configure centralized refrigeration cycle, the refrigerant in said high temperature side compressor to cool the low-temperature side condenser by passing also a part of the refrigerant on the high temperature side second evaporator The temperature increase is prevented , and when the unit operation is switched to the unit operation, the unit operation is performed in a state where the low-temperature side condenser is cooled ,
The inside of the tank is cooled by the low temperature side evaporator and the high temperature side first evaporator, and the high temperature side second evaporator is outside the tank and cannot cool the inside of the tank. .
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