JP6344686B2 - Refrigeration system - Google Patents
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Description
本発明は、冷凍システムに係り、特に、複数の冷凍サイクルを組み合わせ、冷却水の循環回路を切り替えることにより、効率よく冷却または加熱を行うことができ、季節に応じて効率のよい動作を行うことを可能とした冷凍システムに関するものである。 The present invention relates to a refrigeration system, and in particular, by combining a plurality of refrigeration cycles and switching a cooling water circulation circuit, cooling or heating can be performed efficiently, and efficient operation is performed according to the season. The present invention relates to a refrigeration system that makes it possible.
従来から、スーパーマーケットやコンビニエンスストアなどの店舗において、低温ショーケースなどを冷却するための冷凍機や、各所に湯を供給する給湯装置や、室内の空調を行う空気調和機など、冷凍サイクル回路を用いたシステムが多く用いられている。このようなシステムの冷凍サイクルは、一般に、冷媒を循環させ、外気などと熱交換することにより、冷却または加熱を行うものである。 Conventionally, in stores such as supermarkets and convenience stores, refrigeration cycle circuits have been used, such as refrigerators for cooling low-temperature showcases, hot water supply devices for supplying hot water to various places, and air conditioners for indoor air conditioning. Many systems were used. The refrigeration cycle of such a system generally cools or heats by circulating a refrigerant and exchanging heat with outside air or the like.
このような冷凍サイクルにおいて、冷媒と冷却水とを熱交換させることにより、熱交換効率向上を図ることが行われている。このような技術としては、従来から、例えば、冷蔵倉庫において、NH3/CO2冷凍装置を構成する圧縮機と、水冷式凝縮器と、高圧受液器と、膨張弁と、CO2液化器とを順次冷媒配管で接続し、水冷式凝縮器に、冷却塔で冷却された冷却水を、冷却水ポンプにより供給するようにした技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 In such a refrigeration cycle, heat exchange efficiency is improved by exchanging heat between the refrigerant and the cooling water. As such a technique, conventionally, for example, in a refrigerated warehouse, a compressor, a water-cooled condenser, a high-pressure receiver, an expansion valve, and a CO2 liquefier constituting an NH3 / CO2 refrigeration apparatus are sequentially provided. A technique is disclosed in which cooling water connected by a refrigerant pipe and supplied to a water-cooled condenser by cooling water cooled by a cooling tower is supplied by a cooling water pump (for example, see Patent Document 1).
前記特許文献1に記載の発明においては、冷凍装置を構成する水冷式凝縮器に冷却水を供給することで、冷媒との熱交換を行うものである。このように、熱交換を行う際に、装置によって冷却水または空気との熱交換を行うものであるが、冷却水または冷媒の循環回路を組み合わせて、効率よく、冷却または加熱を行うことのできる冷凍システムは、従来存在していなかった。また、冷媒などの循環回路を組み合わせて、大がかりな冷凍システムを構成すると、冷媒の循環配管が複雑になるとともに、製造コストも高くなってしまい、さらに、法定冷凍トン数が多くなってしまい、高圧ガス保安法の規制を受けることになってしまうという問題を有している。
In the invention described in
一方、冷凍機においては、例えば、夏期など外気温が高い場合に、冷凍機における熱交換効率が低下するため、冷凍機における冷却効率が著しく低下してしまうという問題を有している。このことは、冷凍機の冷媒として二酸化炭素冷媒を用いた場合に、より顕著である。 On the other hand, the refrigerator has a problem that, for example, when the outside air temperature is high such as in summer, the heat exchange efficiency in the refrigerator is reduced, so that the cooling efficiency in the refrigerator is significantly reduced. This is more remarkable when a carbon dioxide refrigerant is used as the refrigerant of the refrigerator.
本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、冷却水または冷媒の循環回路を組み合わせて、効率よく冷却または加熱を行うことができ、季節に応じて効率のよい動作を行うことができる冷凍システムを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above points, and can be efficiently cooled or heated by combining a circulating circuit of cooling water or a refrigerant, and can perform an efficient operation according to the season. It aims to provide a refrigeration system.
前記目的を達成するために、本発明に係る冷凍システムは、ガスクーラを備えた冷凍機を構成する第1の冷凍サイクル回路10と、冷却塔により冷却された冷却水により前記ガスクーラにおいて熱交換する第2の冷凍サイクル回路20と、チラーから送られる冷水により空調を行うチラー空調回路30と、を備え、前記チラー空調回路の空調冷水配管から分岐する戻り冷水分岐配管と、前記チラー空調回路の往きヘッダまたは戻りヘッダに接続される冷却水分岐配管と、を備えており、前記戻り冷水分岐配管および前記冷却水分岐配管を循環する水の熱を前記第2の冷凍サイクル回路における冷却水用配管を循環する冷却水に利用するとともに、前記チラー空調回路における暖房に利用するものであり、チラーヒータ運転モードに応じて、前記冷却水分岐配管の冷却水を前記往きヘッダに送るか、または前記戻りヘッダに送るかを切り替える制御手段を備えていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a refrigeration system according to the present invention includes a first
本発明は、前記構成において、前記戻り冷水分岐配管は、前記第2の冷凍サイクル回路における前記ガスクーラの上流側の冷却水用配管に接続され、前記冷却水分岐配管は、前記ガスクーラの下流側から分岐していることを特徴とする。 According to the present invention, in the above configuration, the return chilled water branch pipe is connected to a cooling water pipe on the upstream side of the gas cooler in the second refrigeration cycle circuit, and the cooling water branch pipe is connected to the downstream side of the gas cooler. It is characterized by branching.
本発明は、前記構成において、前記戻り冷水分岐配管および前記冷却水分岐配管は、前記第2の冷凍サイクル回路における前記ガスクーラの上流側の冷却水用配管に接続された冷却水熱交換器に接続されていることを特徴とする。 According to the present invention, in the above configuration, the return chilled water branch pipe and the cooling water branch pipe are connected to a cooling water heat exchanger connected to a cooling water pipe on the upstream side of the gas cooler in the second refrigeration cycle circuit. It is characterized by being.
本発明は、前記構成において、前記制御手段は、チラー冷房運転時は、前記冷却水分岐配管の冷却水を前記戻りヘッダに送るように切り替えることを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in the above configuration, the control means switches so that the cooling water of the cooling water branch pipe is sent to the return header during the chiller cooling operation.
本発明は、前記構成において、前記制御手段は、冬期大型チラーヒータ停止時、または輻射暖房運転時は、前記冷却水分岐配管の冷却水を前記往きヘッダに送るように切り替えることを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in the above-mentioned configuration, the control means switches so that the cooling water of the cooling water branch pipe is sent to the forward header when the large-sized chiller heater is stopped in the winter season or when the radiant heating operation is performed.
本発明は、前記構成において、前記チラー空調回路は、前記第2の冷凍サイクル回路に設けられた冷却水ポンプを停止した場合に、前記冷却水分岐配管および前記戻り冷水分岐配管を介して冷水を前記第2の冷凍サイクル回路に循環させる空調ポンプを備えていることを特徴とする。 According to the present invention, in the configuration described above, when the chiller air conditioning circuit stops a cooling water pump provided in the second refrigeration cycle circuit, the chiller air conditioning circuit supplies cold water via the cooling water branch pipe and the return cold water branch pipe. An air-conditioning pump that circulates in the second refrigeration cycle circuit is provided.
本発明は、前記構成において、前記制御手段は、チラーヒータ停止時に、前記第2の冷凍サイクル回路の冷却水を前記往きヘッダに送り、暖房予熱運転を行うことを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in the above-mentioned configuration, the control means performs the heating preheating operation by sending the cooling water of the second refrigeration cycle circuit to the forward header when the chiller heater is stopped.
本発明は、前記構成において、前記冷却水分岐配管または前記戻り冷水分岐配管に流量調整弁を設け、前記制御手段は、前記ガスクーラの圧力が所定の圧力となるように、前記流量調整弁の開度を制御することを特徴とする。 According to the present invention, in the configuration described above, a flow rate adjustment valve is provided in the cooling water branch pipe or the return cold water branch pipe, and the control means opens the flow rate adjustment valve so that the pressure of the gas cooler becomes a predetermined pressure. It is characterized by controlling the degree.
本発明は、前記構成において、前記冷却水分岐配管または前記戻り冷水分岐配管に流量調整弁を設け、前記制御手段は、前記冷凍機と前記チラー空調回路との合計消費電力が一定の基準値を超えた場合、前記チラー空調回路から前記第2の冷凍サイクル回路に循環させる冷却水を増加させるよう前記流量調整弁の開度を制御することを特徴とする。 According to the present invention, in the configuration described above, a flow rate adjustment valve is provided in the cooling water branch pipe or the return cold water branch pipe, and the control means sets a reference value with a constant total power consumption of the refrigerator and the chiller air conditioning circuit. When it exceeds, the opening degree of the flow control valve is controlled so as to increase the cooling water circulated from the chiller air conditioning circuit to the second refrigeration cycle circuit.
本発明は、前記構成において、前記冷却塔の散布用水貯留用の水槽に、前記ガスクーラからの冷却水用配管に接続される水槽内熱交換器を設置したことを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in the configuration described above, a water tank internal heat exchanger connected to a cooling water pipe from the gas cooler is installed in a water tank for storing water for spraying in the cooling tower.
本発明は、前記構成において、前記冷却塔の入口配管または出口配管に、前記冷却塔をバイパスする弁を設けたことを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in the above configuration, a valve for bypassing the cooling tower is provided in an inlet pipe or an outlet pipe of the cooling tower.
本発明によれば、戻り冷水分岐配管および冷却水分岐配管を循環する冷却水の熱を第2の冷凍サイクル回路における冷却水用配管を循環する冷却水に利用するようにしているので、冷凍機または空気調和装置において、効率のよい冷却または加熱を行うことができる。また、第2の冷凍サイクル回路にチラーに戻る冷水を利用するものであるため、チラーへの冷凍負担増を小さくすることができる。さらに、冷却水の循環経路を変更することにより冷凍機または空気調和装置の効率を高めるようにしているので、冷却水の循環配管のみを設置すればよく、法定冷凍トン数が増加することはないので、高圧ガス保安法の規制を受けることなく、大容量のシステムを組み合わせることができる。また、冷却塔をバイパス可能としたことにより、ガスクーラの冷却に、チラーの冷水のみを利用する場合と、冷却塔の冷却水のみを利用する場合と、チラーの冷水と冷却塔の冷却水とを併用する場合とを選択することができる。 According to the present invention, the heat of the cooling water circulating through the return cold water branch pipe and the cooling water branch pipe is used for the cooling water circulating through the cooling water pipe in the second refrigeration cycle circuit. Or in an air conditioning apparatus, efficient cooling or heating can be performed. Moreover, since the cold water which returns to a chiller is utilized for a 2nd refrigerating cycle circuit, the increase in the freezing burden to a chiller can be made small. Furthermore, since the efficiency of the refrigerator or air conditioner is improved by changing the cooling water circulation path, only the cooling water circulation pipe need be installed, and the legal refrigeration tonnage will not increase. Therefore, a large capacity system can be combined without being restricted by the High Pressure Gas Safety Law. In addition, by allowing the cooling tower to be bypassed, only cooling water from the chiller, only cooling water from the cooling tower, and cooling water from the chiller and cooling tower are used to cool the gas cooler. It is possible to select the case of using together.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る冷凍システムの第1実施形態を示したものであり、本実施形態においては、冷凍システムは、例えば、ショッピングモールなどの店舗における冷却設備と空調設備の両者を備えた施設に設置される場合の例を示している。本実施形態の冷凍システムは、店舗内に設置される各ショーケース2を冷却する第1の冷凍サイクル回路10と、この第1の冷凍サイクル回路10の冷媒を冷却水により冷却する第2の冷凍サイクル回路20と、この第2の冷凍サイクル回路20に冷却水として冷水を供給するチラー空調回路30とを備えている。
FIG. 1 shows a first embodiment of a refrigeration system according to the present invention. In this embodiment, the refrigeration system includes both a cooling facility and an air conditioning facility in a store such as a shopping mall. An example of installation in a facility is shown. The refrigeration system of the present embodiment includes a first
第1の冷凍サイクル回路10は、冷凍機4およびショーケース2のシステムを構成するものであり、冷凍用圧縮機11、ガスクーラ12、冷凍用膨張弁13および冷凍用蒸発器14を、順次、冷凍用冷媒配管15で接続して構成されている。本実施形態においては、冷凍用圧縮機11、冷凍用凝縮器が、冷凍機4に配置され、冷凍用膨張弁13および冷凍用蒸発器14がショーケース2に配置されている。
The first
また、ガスクーラ12には、第1の冷凍サイクル回路10の冷凍用冷媒配管15を流れる冷媒と、第2の冷凍サイクル回路20の冷却水用配管を流れる冷却水との流れる方向が対向するように導通されており、冷凍用冷媒配管15を流れる冷媒と冷却水用配管を流れる冷却水とが互いに熱交換可能に構成されている。そして、冷凍用圧縮機11により圧縮された高温高圧冷媒は、ガスクーラ12により、第2の冷凍サイクル回路20の冷却水と熱交換して冷却され、冷凍用膨張弁13を介して液冷媒となり、ショーケース2の冷凍用蒸発器14において庫内空気と熱交換することにより、ショーケース2の冷却を行うように構成されている。
Further, the
ここで、本実施形態における第1の冷凍サイクル回路10においては、冷媒として二酸化炭素が用いられている。二酸化炭素冷媒を用いた冷凍サイクルでは、高圧側が冷媒の臨界圧力を超える遷臨界サイクルとなるため、ガスクーラ12の冷凍用冷媒配管15を流れる冷媒圧力は臨界圧力を超えている。ガスクーラ12の冷凍用冷媒配管15を流れる冷媒は、冷却水用配管23を対向して流れる水に熱を与えて冷却されるに従ってその温度が低下する。これにより、冷却水用配管23を流れる水を加熱することができるものである。
Here, in the first
次に、第2の冷凍サイクル回路20は、第1の冷凍サイクル回路10を構成するガスクーラ12、冷却塔21をバイパスするための冷却水二方弁61、冷却塔21および冷却水ポンプ22を、順次、冷却水用配管23で接続して構成されている。冷却塔21は、室外に設置される冷却塔本体25と、この冷却塔本体25に外気を導入する冷却塔ファン26と、冷却塔21の下部の水槽27に貯留される散布用水を冷却塔21の上部から散布させるための散水ポンプ28と、冷却塔本体の内部に設置された熱交換器24と、水槽に設置され熱交換器24に接続される水槽内熱交換器29と、を備えている。また、冷却塔21の冷却水用配管23の冷却塔21の出口側と入口側には、それぞれ開閉弁45,45が接続されている。
Next, the second
そして、散水ポンプ28を動作させることにより、冷却塔本体25の上部から散布用水を散布するとともに、散布した散布用水と、冷却塔ファン26によって導入した外気との間で熱交換することにより散布用水を冷却するものである。そして、水槽に貯留された散布用水により水槽内熱交換器29を流れる冷却水と熱交換するとともに、冷却された散布用水により熱交換器24を流れる冷却水と熱交換することにより、冷却水の冷却を行うように構成されている。このようにして冷却された冷却水は、冷却水ポンプ22によりガスクーラ12に送られ、ガスクーラ12により冷凍機4の冷凍用冷媒配管15を流れる冷媒と熱交換を行うものである。
Then, by operating the watering
次に、チラー空調回路30は、水循環式の空気調和装置6を構成するものであり、例えば、吸収式、ターボ式、電動式、GHPなどのチラー31、往きヘッダ32、戻りヘッダ33、空調用ポンプ34を、順次、空調冷水配管35で接続して構成されている。往きヘッダ32と戻りヘッダ33との間には、複数の空調空間36に設置され空調空間36の空気と熱交換する複数の輻射パネル(またはファンコイル)37が設けられており、往きヘッダ32の下流側には、各輻射パネル(またはファンコイル)37に冷水または温水を送る二次ポンプ38がそれぞれ設けられている。
Next, the chiller air-
また、戻りヘッダ33には、ガスクーラ12の下流側の冷却水用配管23から分岐した冷却水分岐配管(チラー冷房運転時用)40が接続されており、この冷却水分岐配管40の中途部には、往きヘッダ32の上流側の空調冷水配管35に接続される冷却水分岐配管(暖房用)41が接続されている。さらに、空調用ポンプ34とチラー31との間には、ガスクーラ12の上流側における冷却水用配管23に接続される戻り冷水分岐配管42が接続されている。冷却水分岐配管40の中途部には、開閉弁(チラー冷水を冷凍機の冷却水として利用時に開)46が設けられており、冷却水分岐配管41の中途部には、開閉弁(輻射暖房またはチラーヒータ停止時の暖房予熱運転用)47が設けられている。さらに、戻り冷却水分岐配管42の中途部には、流量調整弁48が設けられている。
The return header 33 is connected to a cooling water branch pipe (for chiller cooling operation) 40 branched from the cooling
さらに、本実施形態においては、開閉弁46,47や流量調整弁48の切換制御や、冷却水ポンプ22、散水ポンプ28、冷却塔ファン26の駆動制御を行うための制御手段としてのコントローラ50が設けられており、このコントローラ50は、外気温センサ51、冷凍機4のガスクーラ12の圧力を検出する圧力センサ52、ガスクーラ12に流入する冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ53などの検出値に基づいて、各種制御を行うように構成されている。
Furthermore, in this embodiment, the
ここで、本実施形態においては、チラー空調回路30の冷水を第2の冷凍サイクル回路20の冷却水として利用する構成となっている。具体的には、例えば、夏期など外気温センサ51により外気温が高いことを検出した場合は、コントローラ50は、開閉弁46を開、開閉弁47を閉に切り替え制御するように構成されている。これにより、冷却塔21からガスクーラ12に送られガスクーラ12で熱交換した冷却水が、戻りヘッダ33に送られ、その後、冷却水用配管23に戻されて冷却水用配管23の冷却水として利用することができることになる。
Here, in the present embodiment, the cold water of the chiller air-
また、例えば、冬期など外気温センサ51により外気温が低いことを検出した場合は、コントローラ50は、開閉弁46を閉、開閉弁47を開に切り替え制御するように構成されている。これにより、冷却塔21からガスクーラ12に送られガスクーラ12で熱交換した冷却水が往きヘッダ32に送られ、チラー空調回路30の温水として利用され、輻射パネル37で熱交換した後、冷却水用配管23に戻されることになり、冷凍機4の排熱を輻射暖房熱源として利用することができる。
Further, for example, when the outside
なお、外気温センサ51により外気温を検出して、コントローラ50による制御を行う場合、春、秋など外気温が高くも低くもない場合には、例えば、ガスクーラ12における冷却水温度センサ53による冷却水温度や、圧力センサ52によるガスクーラ12の圧力、さらには、冷却塔21の温度などを総合的に判断して制御するようにしてもよいし、夏期と冬期とで切り替えスイッチにより制御を切り替えるようにしてもよい。
When the outside air temperature is detected by the outside
さらに、コントローラ50は、空調用ポンプ34を動作させて戻り冷水分岐配管42から冷却水用配管23に冷却水を送る場合には、冷却水ポンプ22を停止させ、空調用ポンプ34のみにより冷却水を循環させるように制御するようにしてもよい。このように制御することにより、冷却水ポンプ22を停止させても、チラー空調回路30を循環する冷水を冷却水用配管23に循環させることができ、駆動電力の低減を図ることができるものである。また、このように制御することにより、例えば、冷却塔21のメンテナンス時や故障時において、開閉弁45,45を閉じた場合でも、冷凍機4を停止することなく、冷却水を循環させることができるものである。
Further, when the
また、コントローラ50は、ファンコイルなどを利用した暖房システムでチラー空調回路30の停止時に、冷却水用配管23の冷却水を往きヘッダ32に送り、暖房予熱運転を行うように制御するようにしてもよい。このように制御することにより、ガスクーラ12により熱交換されて暖まった冷却水が往きヘッダ32に送られることになるので、チラー空調回路30を使用しない場合でも、空調空間36の過低下を防止することが可能となる。
Further, the
さらに、コントローラ50は、圧力センサ52により検出される冷凍機4のガスクーラ12の圧力が所定の圧力となるように流量調整弁48の開度を制御するようにしてもよい。また、コントローラ50は、冷凍機4と空気調和装置6との合計消費電力が一定の基準値を超えた場合、一次エネルギ換算COPの低い冷凍機4の消費電力を下げるように、チラー空調回路30から冷却水用配管23に循環させる冷却水を増加させるよう流量調整弁48の開度を制御するようにしてもよい。
Further, the
次に、本実施形態における冷凍システムの動作について説明する。
まず、夏期など外気温が高い場合の動作について説明する。
この場合は、コントローラ50により、開閉弁46を開、開閉弁47を閉に切り替え制御するとともに、冷却塔ファン26、散水ポンプ28および冷却水ポンプ22を動作させる。これにより、冷却塔21で冷却された冷却水が、冷却水ポンプ22により、冷却水用配管23を介してガスクーラ12に送られ、ガスクーラ12において冷凍用冷媒配管15を流れる冷媒と熱交換する。
Next, the operation of the refrigeration system in the present embodiment will be described.
First, an operation when the outside air temperature is high such as in summer will be described.
In this case, the
そして、ガスクーラ12を出た冷却水は、一部は冷却水用配管23を介して冷却塔21に戻り、一部は冷却水分岐配管40を介して戻りヘッダ33に送られ、輻射パネル37により熱交換した冷水と一緒になってチラー31に戻されるとともに、戻り冷水分岐配管42を介して冷却水用配管23に戻される。そのため、本実施形態においては、ガスクーラ12で熱交換する冷却水としてチラー空調回路30の冷水を利用することができるので、ガスクーラ12における熱交換を効率よく行うことができ、冷凍用冷媒配管15を流れる冷媒をより冷却することが可能となる。その結果、ショーケース2の冷凍用蒸発器14において、より庫内空気を冷却することが可能となる。
Then, a part of the cooling water exiting the
次に、冬期の動作について説明する。
この場合は、コントローラ50により、開閉弁46を閉、開閉弁47を開に切り替え制御するとともに、冷却塔ファン26、散水ポンプ28および冷却水ポンプ22も動作させる。これにより、冷却塔21で冷却された冷却水が、冷却水ポンプ22により、冷却水用配管23を介してガスクーラ12に送られ、ガスクーラ12において冷凍用冷媒配管15を流れる冷媒と熱交換する。この場合に、外気温が低い場合には、ガスクーラ12における負荷が少ないことから、冷凍用冷媒配管15を流れる冷媒を十分に冷却することが可能である。
Next, the operation in winter will be described.
In this case, the
一方、ガスクーラ12において熱交換した冷却水は、冷却水分岐配管41を介して往きヘッダ32に送られ、輻射パネル37を介して空調空間36の空気と熱交換する。この場合に、本実施形態においては、ガスクーラ12から送られる冷却水は、熱交換により温められていることから、輻射パネル37において、冷却水の排熱を利用して効率のよい空調を行うことができる。その後、輻射パネル37により熱交換した冷却水はチラー31に戻されるとともに、戻り冷水分岐配管42を介して冷却水用配管23に戻される。
On the other hand, the cooling water heat-exchanged in the
また、本実施形態においては、コントローラ50により、空調用ポンプ34を動作させて戻り冷水分岐配管42から冷却水用配管23に冷却水を送る場合には、冷却水ポンプ22を停止させ、空調用ポンプ34のみにより冷却水を循環させるように制御する。このように制御することにより、冷却水ポンプ22を停止させても、チラー空調回路30を循環する冷却水を冷却水用配管23に循環させることができ、駆動電力の低減を図ることができるものである。また、このように制御することにより、例えば、冷却塔21のメンテナンス時や故障時において、開閉弁45を閉じた場合でも、冷凍機4を停止することなく、冷却水を循環させることができるものであり、チラー空調回路30の冷却水を第2の冷凍サイクル回路のバックアップ用冷却水として有効に利用することができる。
In the present embodiment, when the
また、コントローラ50により、チラー空調回路30の停止時に、冷却水用配管23の冷却水を往きヘッダ32に送り、暖房予熱運転を行うように制御するようにしてもよい。このように制御することにより、ガスクーラ12により熱交換されて暖まった冷却水が往きヘッダ32に送られることになるので、チラー空調回路30を使用しない場合でも、空調空間36の過低下を防止することが可能となる。
Moreover, when the chiller air-
さらに、コントローラ50により、圧力センサ52により検出される冷凍機4のガスクーラ12の圧力が所定の圧力となるように流量調整弁48の開度を制御するようにしてもよい。また、コントローラ50により、冷凍機4とチラー空調回路30との合計消費電力が一定の基準値を超えた場合、一次エネルギ換算COPの低い冷凍機4の消費電力を下げるように、チラー空調回路30から冷却水用配管23に循環させる冷水を増加させるよう流量調整弁48の開度を制御するようにしてもよい。
Further, the
以上述べたように、本実施形態においては、外気温が高い場合は、ガスクーラ12を出た冷却水を、冷却水分岐配管40を介して戻りヘッダ33に送り、輻射パネル(またはファンコイル)37により熱交換した冷水と一緒に、戻り冷水分岐配管42を介して冷却水用配管23に戻すようにしているので、ガスクーラ12で熱交換する冷却水としてチラー空調回路30の冷水を利用することができ、ガスクーラ12における熱交換を効率よく行うことができ、冷凍用冷媒配管15を流れる冷媒をより冷却することが可能となる。その結果、ショーケース2の冷凍用蒸発器14において、より庫内空気を冷却することが可能となる。また、外気温が低い場合は、ガスクーラ12を出た冷却水を、冷却水分岐配管41を介して往きヘッダ32に送り、輻射パネル37を介して空調空間36の空気と熱交換するようにしており、ガスクーラ12から送られる冷却水は、熱交換により温められていることから、輻射パネル37において、冷却水の排熱を利用して効率のよい空調を行うことができる。このように外気温に応じて、冷却水の循環経路を切り替えることにより、冷凍機4または空気調和装置6において、効率のよい冷却または加熱を行うことができる。
As described above, in this embodiment, when the outside air temperature is high, the cooling water that has exited the
図2は、冷凍機4における、月ごとの消費電力を測定し、ピーク時(8月)を1とした場合の結果を示したものであり、この結果によれば、5月から10月にかけて、冷凍機4の消費電力が著しく低下し、効率が高まっていることがわかる。 FIG. 2 shows the results when the monthly power consumption in the refrigerator 4 is measured and the peak time (August) is set to 1. According to this result, from May to October, FIG. It can be seen that the power consumption of the refrigerator 4 is significantly reduced and the efficiency is increased.
また、本実施形態においては、冷却塔21に水槽内熱交換器29を設け、冷却水用配管23から戻される冷却水を散布用水と熱交換するようにしているので、冷却塔21の内部において、冷却水の凍結防止装置を設けなくても、冷却水の凍結を確実に防止することができる。なお、凍結の心配ない地域で、かつ冷却水の水質コントロールが可能な場合は、冷却塔21を開放システムとしてもよい。
In the present embodiment, the
さらに、本実施形態においては、冷却水の循環経路を変更することにより冷凍機4または空気調和装置6の効率を高めるようにしているので、冷却水の循環配管のみを設置すればよく、法定冷凍トン数が増加することはないので、高圧ガス保安法の規制を受けることなく、大容量のシステムを組み合わせることができる。 Furthermore, in this embodiment, since the efficiency of the refrigerator 4 or the air conditioner 6 is improved by changing the circulation path of the cooling water, only the circulation pipe of the cooling water needs to be installed. Since the tonnage does not increase, large-capacity systems can be combined without being restricted by the High Pressure Gas Safety Law.
次に、本発明の第2実施形態について図3を参照して説明する。
本実施形態においては、ガスクーラ12の上流側における冷却水用配管23の中途部に、冷却水熱交換器60を設け、チラー空調回路30の空調冷水配管35から分岐する戻り冷水分岐配管42を冷却水熱交換器60の入口側に接続するとともに、冷却水分岐配管40および冷却水分岐配管41を冷却水熱交換器60の出口側に接続するように構成したものである。すなわち、本実施形態においては、冷却水用配管23を循環する冷却水と、空調冷水配管35を循環する冷却水とは、互いに交わることがなく、冷却水熱交換器60を介して熱交換のみを行うように構成したものである。また、冷却水用配管23には、冷却水三方弁62が設けられており、冷却水三方弁62には、冷却塔の出口側に接続されるバイパス管63が設けられている。さらに、戻り冷水分岐配管42には、流量調整弁48が設けられている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, a cooling
その他の構成は、前記図1に示す第1実施形態と同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。 Since the other configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
次に、本実施形態の動作について説明する。
本実施形態においても前記第1実施形態と同様に、夏期など外気温が高い場合は、コントローラ50により、開閉弁46を開、開閉弁47を閉に切り替え制御するとともに、冷却塔ファン26、散水ポンプ28および冷却水ポンプ22を動作させる。これにより、冷却塔21で冷却された冷却水が、冷却水ポンプ22により、冷却水用配管23を介してガスクーラ12に送られ、ガスクーラ12において冷凍用冷媒配管15を流れる冷媒と熱交換した後、冷却塔21に戻される。
Next, the operation of this embodiment will be described.
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, when the outside air temperature is high, such as in the summer, the
一方、チラー空調回路30の空調冷水配管35から戻り冷水分岐配管42を流れる冷却水は、冷却水熱交換器60により冷却水用配管23を流れる冷却水と熱交換した後、冷却水分岐配管40を介して戻りヘッダ33に送られ、輻射パネル37により熱交換した冷水と一緒になって一部がチラー31に戻されるとともに、一部が戻り冷水分岐配管42に送られる。そのため、本実施形態においては、ガスクーラ12で熱交換する冷却水を、チラー空調回路30の冷水と熱交換させることにより、チラー空調回路30の冷水の熱量を利用することができるので、ガスクーラ12における熱交換を効率よく行うことができ、冷凍用冷媒配管15を流れる冷媒をより冷却することが可能となる。その結果、ショーケース2の冷凍用蒸発器14において、より庫内空気を冷却することが可能となる。
On the other hand, the cooling water returning from the air-conditioning
また、冬期など外気温が低い場合は、コントローラ50により、開閉弁46を閉、開閉弁47を開に切り替え制御するとともに、冷却塔ファン26、散水ポンプ28および冷却水ポンプ22も動作させる。これにより、冷却塔21で冷却された冷却水が、冷却水ポンプ22により、冷却水用配管23を介してガスクーラ12に送られ、ガスクーラ12において冷凍用冷媒配管15を流れる冷媒と熱交換した後、冷却塔21に戻される。この場合に、外気温が低い場合には、ガスクーラ12における負荷が少ないことから、冷凍用冷媒配管15を流れる冷媒を十分に冷却することが可能である。
Further, when the outside air temperature is low, such as in winter, the
一方、チラー(ヒータ)空調回路30から戻り冷水分岐配管42を介して送られる23℃程度の水は、冷却水熱交換器60により熱交換され、冷却水分岐配管41を介して往きヘッダ32に送られ、輻射パネル37を介して空調空間36の空気と熱交換する。これにより、輻射パネル37において、冷却水の排熱を利用して効率のよい空調(暖房)を行うことができる。その後、輻射パネル37により熱交換した水は一部がチラー31に戻されるとともに、一部が戻り冷水分岐配管42に送られる。
On the other hand, the water of about 23 ° C. returned from the chiller (heater)
以上述べたように、本実施形態においても前記第1実施形態と同様に、外気温に応じて、冷却水熱交換器60により熱交換された冷却水の循環経路を切り替えることにより、冷凍機4または空気調和装置6において、効率のよい冷却または加熱を行うことができる。また、本実施形態においては、冷却塔21に水槽内熱交換器29を設け、冷却水用配管23から戻される冷却水を散布用水と熱交換するようにしているので、冷却塔21の内部において、冷却水の凍結防止装置を設けなくても、冷却水の凍結を確実に防止することができる。
As described above, also in the present embodiment, similarly to the first embodiment, the refrigerator 4 is switched by switching the circulation path of the cooling water heat-exchanged by the cooling
また、本実施形態においては、冷却水の循環経路を変更することにより冷凍機4または空気調和装置6の効率を高めるようにしているので、冷却水の循環配管のみを設置すればよく、法定冷凍トン数が増加することはないので、高圧ガス保安法の規制を受けることなく、大容量のシステムを組み合わせることができる。さらに、本実施形態においては、冷却水熱交換器60を用いて、冷却水用配管23を循環する冷却水と、各冷却水分岐配管を循環する冷却水とを熱交換させるようにしているので、各冷却水が混じり合うことがなく、そのため、例えば、冷却水用配管23を循環する冷却水に不凍液を使用する場合でも問題なく効率のよい冷却または加熱を行うことができる。
Moreover, in this embodiment, since the efficiency of the refrigerator 4 or the air conditioner 6 is improved by changing the circulation path of the cooling water, only the circulation pipe of the cooling water needs to be installed, and legal refrigeration. Since the tonnage does not increase, large-capacity systems can be combined without being restricted by the High Pressure Gas Safety Law. Further, in the present embodiment, the cooling
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible based on the meaning of this invention.
2 ショーケース
4 冷凍機
6 空気調和装置
10 第1の冷凍サイクル回路
11 冷凍用圧縮機
12 ガスクーラ
13 冷凍用膨張弁
14 冷凍用蒸発器
15 冷凍用冷媒配管
20 第2の冷凍サイクル回路
21 冷却塔
22 冷却水ポンプ
23 冷却水用配管
24 熱交換器
25 冷却塔本体
26 冷却塔ファン
27 水槽
28 散水ポンプ
29 水槽内熱交換器
30 チラー空調回路(冷房または暖房)
31 チラー(チラーヒータ)
32 往きヘッダ
33 戻りヘッダ
34 空調用ポンプ
35 空調冷水配管(空調温水配管)
36 空調空間
37 輻射パネル(またはファンコイル)
38 二次ポンプ
40 冷却水分岐配管(チラー冷房運転時用)
41 冷却水分岐配管(輻射暖房またはチラーヒータ停止時の暖房予熱運転用)
42 戻り冷水分岐配管
45 開閉弁
46 開閉弁(チラー冷房運転時用)
47 開閉弁(輻射暖房またはチラーヒータ停止時の暖房予熱運転用)
48 流量調整弁
50 コントローラ
51 外気温センサ
52 圧力センサ
53 冷却水温度センサ
60 冷却水熱交換器
61 冷却水二方弁(冷却塔バイパス制御弁)
62 冷却水三方弁(冷却塔バイパス制御弁)
DESCRIPTION OF
31 Chiller (chiller heater)
32 Outgoing header 33
36 Air-conditioned
38
41 Cooling water branch piping (for preheating operation when radiant heating or chiller heater is stopped)
42 Return cold water branch piping 45 Open /
47 On-off valve (for preheating operation when radiant heating or chiller heater is stopped)
48
62 Cooling water three-way valve (cooling tower bypass control valve)
Claims (11)
前記チラー空調回路の空調冷水配管から分岐する戻り冷水分岐配管と、前記チラー空調回路の往きヘッダまたは戻りヘッダに接続される冷却水分岐配管と、を備えており、
前記戻り冷水分岐配管および前記冷却水分岐配管を循環する水の熱を前記第2の冷凍サイクル回路における冷却水用配管を循環する冷却水に利用するとともに、前記チラー空調回路における暖房に利用するものであり、
チラーヒータ運転モードに応じて、前記冷却水分岐配管の冷却水を前記往きヘッダに送るか、または前記戻りヘッダに送るかを切り替える制御手段を備えていることを特徴とする冷凍システム。 A first refrigeration cycle circuit constituting a refrigerator equipped with a gas cooler, a second refrigeration cycle circuit that exchanges heat in the gas cooler with cooling water cooled by a cooling tower, and a chiller that performs air conditioning with cold water sent from the chiller An air conditioning circuit,
A return chilled water branch pipe branched from the air-conditioning chilled water pipe of the chiller air-conditioning circuit, and a cooling water branch pipe connected to the forward header or the return header of the chiller air-conditioning circuit,
While utilizing the heat of the water circulating in the return chilled water branch pipe and the cooling water branch pipe to the cooling water circulating pipe for cooling water in the second refrigeration cycle circuit, which utilizes a heating in the chiller air conditioning circuit And
A refrigeration system comprising control means for switching whether to send the cooling water of the cooling water branch pipe to the forward header or to the return header according to a chiller heater operation mode .
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