JP6840992B2 - Freezing system and freezing method - Google Patents
Freezing system and freezing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6840992B2 JP6840992B2 JP2016208916A JP2016208916A JP6840992B2 JP 6840992 B2 JP6840992 B2 JP 6840992B2 JP 2016208916 A JP2016208916 A JP 2016208916A JP 2016208916 A JP2016208916 A JP 2016208916A JP 6840992 B2 JP6840992 B2 JP 6840992B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- temperature
- pressure
- temperature difference
- refrigeration system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Description
本発明は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを用いた冷凍システムおよび冷凍方法に関し、特に、冷媒間で熱交換を行う熱交換器を備えた冷凍システムおよび冷凍方法に関する。 The present invention relates to a refrigeration system and a refrigeration method using a vapor compression refrigeration cycle, and more particularly to a refrigeration system and a refrigeration method including a heat exchanger that exchanges heat between refrigerants.
蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいて、圧縮機に流入する前の冷媒蒸気を加熱することによって、冷凍システムの安定性や性能が向上することが知られている。このような蒸気圧縮式冷凍サイクルを用いた空調システムの一例が特許文献1に記載されている。 In the vapor compression refrigeration cycle, it is known that the stability and performance of the refrigeration system are improved by heating the refrigerant steam before flowing into the compressor. Patent Document 1 describes an example of an air conditioning system using such a vapor compression refrigeration cycle.
特許文献1に記載された関連する空調システムは、圧縮機、低熱源熱交換器(蒸発器)、第1の高熱源熱交換器(顕熱熱交換器)、第2の高熱源熱交換器(凝縮器)、および膨張弁を構成機器とした蒸気圧縮式冷凍サイクルを備える。関連する空調システムの蒸気圧縮式ヒートポンプは、この蒸気圧縮式冷凍サイクルに加えて、低熱源熱交換器(蒸発器)から圧縮機に至る経路中に冷媒熱交換器を設けた構成としている。この冷媒熱交換器において、圧縮機吸い込み前の低圧冷媒と顕熱熱交換器を出た高圧の湿り蒸気とが熱交換する。その後、高圧の湿り蒸気が凝縮器に流動するようにサイクルが構成されている。 The related air conditioning systems described in Patent Document 1 include a compressor, a low heat source heat exchanger (evaporator), a first high heat source heat exchanger (sensible heat exchanger), and a second high heat source heat exchanger. It is equipped with a (condenser) and a steam compression refrigeration cycle with an expansion valve as a component. In addition to this vapor compression refrigeration cycle, the vapor compression heat pump of the related air conditioning system has a configuration in which a refrigerant heat exchanger is provided in the path from the low heat source heat exchanger (evaporator) to the compressor. In this refrigerant heat exchanger, the low-pressure refrigerant before suction from the compressor and the high-pressure wet steam discharged from the sensible heat exchanger exchange heat. After that, the cycle is configured so that the high-pressure moist steam flows into the condenser.
このように構成されたヒートポンプを熱源とする関連するデシカント空調システムによれば、過熱蒸気の持つ顕熱で再生空気の温度を凝縮温度よりも高い温度まで加熱することが可能になる。そのため、デシカントの除湿能力が従来に比べて向上する、としている。 According to the related desiccant air-conditioning system using the heat pump configured as described above as a heat source, the temperature of the regenerated air can be heated to a temperature higher than the condensation temperature by the sensible heat of the superheated steam. Therefore, it is said that the dehumidifying capacity of desiccant will be improved compared to the past.
また、上述したような冷媒間で熱交換を行う熱交換器(冷媒間熱交換器)としての二重管熱交換器を、空調装置に適用した例が特許文献2に記載されている。 Further, Patent Document 2 describes an example in which a double-tube heat exchanger as a heat exchanger (inter-refrigerant heat exchanger) for exchanging heat between refrigerants as described above is applied to an air conditioner.
特許文献2に記載された関連する空調装置は、室内熱交換器、室外熱交換器、四方弁、圧縮機、および二重管熱交換器を有する。この二重管熱交換器は圧縮機の入口前に配置される。関連する空調装置は、さらに、室内熱交換器と室外熱交換器との間に冷媒流動切り替え装置を配置し、冷暖房運転切り替え時においても二重管熱交換器の入口及び出口での冷媒流動方向を一定に維持する構成としている。 The related air conditioner described in Patent Document 2 includes an indoor heat exchanger, an outdoor heat exchanger, a four-way valve, a compressor, and a double tube heat exchanger. This double tube heat exchanger is placed in front of the compressor inlet. In the related air conditioner, a refrigerant flow switching device is further arranged between the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger, and the refrigerant flow direction at the inlet and outlet of the double tube heat exchanger even when the heating / cooling operation is switched. Is configured to be kept constant.
関連する空調装置においては、冷房時には、凝縮機出口側の中温高圧の液体冷媒と蒸発器出口側の低温低圧の冷媒を熱交換させることによって、凝縮機出口側の液体冷媒の過冷度を増加させる。過冷度が大きいほど蒸発器入口側のエンタルピーが小さくなり、蒸発器の入口及び出口間のエンタルピー差が大きくなるので、冷房能力が増加する。 In a related air conditioner, the degree of supercooling of the liquid refrigerant on the outlet side of the condenser is increased by exchanging heat between the medium-temperature and high-pressure liquid refrigerant on the outlet side of the condenser and the low-temperature and low-pressure refrigerant on the outlet side of the evaporator during cooling. Let me. The larger the supercooling degree, the smaller the enthalpy on the inlet side of the evaporator, and the larger the enthalpy difference between the inlet and the outlet of the evaporator, so that the cooling capacity increases.
また、暖房時には、凝縮機出口側の中温高圧の液体冷媒と蒸発器出口側の低温低圧の冷媒を熱交換させることによって、圧縮機入口側の過熱度を増大させることができる。これにより、圧縮機において液体圧縮が発生する可能性が減少するので、圧縮機の運転信頼性を向上させることができる、としている。 Further, during heating, the degree of superheat on the compressor inlet side can be increased by exchanging heat between the medium-temperature and high-pressure liquid refrigerant on the condenser outlet side and the low-temperature and low-pressure refrigerant on the evaporator outlet side. As a result, the possibility of liquid compression occurring in the compressor is reduced, so that the operating reliability of the compressor can be improved.
上述したように、蒸気圧縮式冷凍サイクルを用いた関連する空調装置は、冷媒間熱交換器において凝縮器から流出する高温高圧の冷媒液と蒸発器から流出する低温低圧の冷媒蒸気を熱交換させる構成としている。これにより、圧縮機に流入する冷媒蒸気の過熱度を増大させ、圧縮機における液体圧縮を回避することができるとしている。 As described above, the related air conditioner using the vapor compression refrigeration cycle exchanges heat between the high temperature and high pressure refrigerant liquid flowing out of the condenser and the low temperature low pressure refrigerant vapor flowing out of the evaporator in the inter-refrigerant heat exchanger. It has a structure. As a result, the degree of superheat of the refrigerant vapor flowing into the compressor can be increased, and liquid compression in the compressor can be avoided.
しかしながら上記効果が得られるのは、凝縮器から流出する冷媒液の温度が、蒸発器から流出する冷媒蒸気の温度よりも高い場合に限られる。例えば、凝縮器において外気と熱交換させることによって冷媒蒸気を冷却し凝縮液化させる場合、外気温度によっては、凝縮器から流出する冷媒液の温度が、蒸発器から流出する冷媒蒸気の温度よりも低くなる。この場合、冷媒間熱交換器において、圧縮機に流入する冷媒蒸気を加熱することはできず、かえって、凝縮器から流出する冷媒液によって冷却されることになる。そうすると、圧縮機において液体圧縮が発生する可能性が増大し、冷凍システムの冷却性能が低下してしまう。 However, the above effect can be obtained only when the temperature of the refrigerant liquid flowing out of the condenser is higher than the temperature of the refrigerant vapor flowing out of the evaporator. For example, when the refrigerant vapor is cooled and liquefied by exchanging heat with the outside air in the condenser, the temperature of the refrigerant liquid flowing out of the condenser is lower than the temperature of the refrigerant steam flowing out of the evaporator depending on the outside air temperature. Become. In this case, in the inter-refrigerant heat exchanger, the refrigerant vapor flowing into the compressor cannot be heated, but rather is cooled by the refrigerant liquid flowing out from the condenser. Then, the possibility that liquid compression occurs in the compressor increases, and the cooling performance of the refrigeration system deteriorates.
このように、蒸気圧縮式の冷凍システムにおいて冷媒間熱交換器を用いると、使用環境によって冷却性能が変動する、という問題があった。 As described above, when the inter-refrigerant heat exchanger is used in the vapor compression refrigeration system, there is a problem that the cooling performance fluctuates depending on the usage environment.
本発明の目的は、上述した課題である、蒸気圧縮式の冷凍システムにおいて冷媒間熱交換器を用いると、使用環境によって冷却性能が変動する、という課題を解決する冷凍システムおよび冷凍方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a refrigeration system and a refrigeration method that solve the above-mentioned problem that the cooling performance fluctuates depending on the usage environment when a refrigerant heat exchanger is used in a vapor compression refrigeration system. There is.
本発明の冷凍システムは、冷媒液を受熱により気化させて冷媒蒸気を生成する蒸発手段と、冷媒蒸気を圧縮して高圧冷媒蒸気を生成する圧縮手段と、高圧冷媒蒸気を凝縮させ高圧冷媒液を生成する凝縮手段と、高圧冷媒液を膨張させて低圧にした冷媒液を生成する膨張手段と、冷媒蒸気と、高圧冷媒蒸気および高圧冷媒液のいずれか一方とを熱交換させる冷媒間熱交換手段と、冷媒間熱交換手段に、高圧冷媒蒸気および高圧冷媒液のいずれか一方を供給する冷媒供給手段、とを有する。 In the refrigeration system of the present invention, an evaporating means for generating refrigerant vapor by vaporizing the refrigerant liquid by receiving heat, a compression means for compressing the refrigerant vapor to generate high-pressure refrigerant vapor, and a compression means for condensing the high-pressure refrigerant vapor to generate the high-pressure refrigerant liquid. A condensing means for generating, an expanding means for generating a refrigerant liquid in which a high-pressure refrigerant liquid is expanded to a low pressure, and a refrigerant-to-refrigerant heat exchange means for heat exchange between the refrigerant steam and either the high-pressure refrigerant steam or the high-pressure refrigerant liquid. And a refrigerant supply means for supplying either one of the high-pressure refrigerant vapor and the high-pressure refrigerant liquid to the refrigerant heat exchange means.
本発明の冷凍方法は、冷却対象から受熱させることにより冷媒液を気化させて冷媒蒸気を生成し、冷媒蒸気を圧縮することにより高圧冷媒蒸気を生成し、高圧冷媒蒸気の熱を外気に放出させることによって高圧冷媒蒸気を凝縮させて高圧冷媒液を生成し、冷媒蒸気と、高圧冷媒蒸気および高圧冷媒液のいずれか一方とを熱交換させる。 In the refrigerating method of the present invention, the refrigerant liquid is vaporized by receiving heat from the object to be cooled to generate refrigerant vapor, and the refrigerant vapor is compressed to generate high-pressure refrigerant vapor, and the heat of the high-pressure refrigerant vapor is released to the outside air. As a result, the high-pressure refrigerant vapor is condensed to generate a high-pressure refrigerant liquid, and the refrigerant steam is heat-exchanged with either the high-pressure refrigerant steam or the high-pressure refrigerant liquid.
本発明の冷凍システムおよび冷凍方法によれば、蒸気圧縮式の冷凍システムにおいて冷媒間熱交換器を用いる場合であっても、使用環境による冷却性能の変動を抑制することができる。 According to the refrigeration system and the refrigeration method of the present invention, even when the inter-refrigerant heat exchanger is used in the vapor compression refrigeration system, the fluctuation of the cooling performance depending on the usage environment can be suppressed.
以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
〔第1の実施形態〕
図1は、本発明の第1の実施形態に係る冷凍システム100の構成を示す概略図である。同図中、破線の矢印は冷凍サイクルにおける冷媒の流れを示す。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the
本実施形態による冷凍システム100は、蒸発器(蒸発手段)110、圧縮機(圧縮手段)120、凝縮器(凝縮手段)130、膨張弁(膨張手段)140、冷媒間熱交換器(冷媒間熱交換手段)150、および冷媒供給構造(冷媒供給手段)160を有する。
The
蒸発器110は、冷媒液を受熱により気化させて冷媒蒸気R1を生成する。圧縮機120は、冷媒蒸気を圧縮して高圧冷媒蒸気R2を生成する。凝縮器130は、高圧冷媒蒸気を凝縮させ高圧冷媒液R3を生成する。膨張弁140は、高圧冷媒液を膨張させて低圧にした冷媒液R4を生成する。このように、蒸発器110、圧縮機120、凝縮器130、および膨張弁140が蒸気圧縮式冷凍サイクルを構成している。
The
冷媒間熱交換器150は、冷媒蒸気R1と、高圧冷媒蒸気R2および高圧冷媒液R3のいずれか一方とを熱交換させる。そして、冷媒供給構造160は、冷媒間熱交換器150に、高圧冷媒蒸気R2および高圧冷媒液R3のいずれか一方を供給する。
The
すなわち、冷媒供給構造160は、図2Aに示すように、冷媒間熱交換器150に高圧冷媒液R3を供給する機能を有する。また、冷媒供給構造160は、図2Bに示すように、冷媒間熱交換器150に高圧冷媒蒸気R2を供給する機能を有する。
That is, as shown in FIG. 2A, the
このように、冷凍システム100は、冷媒間熱交換器150において冷媒蒸気R1と熱交換する冷媒を、高圧冷媒蒸気R2および高圧冷媒液R3から使用環境に応じて選択することが可能である。したがって、本実施形態の冷凍システム100によれば、蒸気圧縮式の冷凍システムにおいて冷媒間熱交換器を用いる場合であっても、使用環境による冷却性能の変動を抑制することができる。
As described above, the refrigerating
冷凍システム100で用いる冷媒には、低沸点の材料を使用することができる。例えば、ハイドロフロロカーボンやハイドロフロロエーテルなどの有機冷媒を用いることができる。
A material having a low boiling point can be used as the refrigerant used in the
冷媒間熱交換器150は、冷媒蒸気R1が流動する第1の配管、高圧冷媒蒸気R2または高圧冷媒液R3が流動する第2の配管、および、これらの冷媒間の熱交換を媒介する熱交換部を備えた構成とすることができる。具体的には例えば、冷媒蒸気R1が流動する外層管と、高圧冷媒蒸気R2または高圧冷媒液R3が流動する内層管とからなり、内層管の外周面と外層管の内周面を共有する二重管を備えた構成とすることができる。
The
次に、本実施形態による冷凍方法について説明する。 Next, the freezing method according to this embodiment will be described.
本実施形態による冷凍方法においては、まず、冷却対象から受熱させることにより冷媒液を気化させて冷媒蒸気を生成する。この冷媒蒸気を圧縮することにより高圧冷媒蒸気を生成する。続いて、この高圧冷媒蒸気の熱を外気に放出させることによって高圧冷媒蒸気を凝縮させて高圧冷媒液を生成する。そして、冷媒蒸気と、高圧冷媒蒸気および高圧冷媒液のいずれか一方とを熱交換させる。 In the freezing method according to the present embodiment, first, the refrigerant liquid is vaporized by receiving heat from the cooling target to generate refrigerant vapor. High-pressure refrigerant vapor is generated by compressing this refrigerant vapor. Subsequently, the high-pressure refrigerant vapor is condensed by releasing the heat of the high-pressure refrigerant vapor to the outside air to generate a high-pressure refrigerant liquid. Then, the refrigerant vapor is heat-exchanged with either the high-pressure refrigerant vapor or the high-pressure refrigerant liquid.
以上説明したように、本実施形態の冷凍システム100および冷凍方法によれば、蒸気圧縮式の冷凍システムにおいて冷媒間熱交換器を用いる場合であっても、使用環境による冷却性能の変動を抑制することができる。
As described above, according to the
〔第2の実施形態〕
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図3に、本発明の第2の実施形態に係る冷凍システム200の構成を模式的に示す。同図中、破線の矢印R1〜R4は冷凍サイクルにおける冷媒の流れを示す。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 schematically shows the configuration of the
本実施形態による冷凍システム200は、蒸発器(蒸発手段)110、圧縮機(圧縮手段)120、凝縮器(凝縮手段)130、膨張弁(膨張手段)140、冷媒間熱交換器(冷媒間熱交換手段)150、および冷媒供給構造(冷媒供給手段)を有する。これにより、蒸気圧縮式冷凍サイクルが構成される。ここまでの構成は、第1の実施形態による冷凍システム100の構成と同様である。
The
本実施形態の冷凍システム200においては、冷媒供給構造(冷媒供給手段)は、流路構造と流路切替手段を備えた構成とした。図3では、流路切替手段としてバルブ261〜266を備えた構成を示す。そして、制御手段としての制御部290が、高圧冷媒液R3の状態に基いて、流路切替手段としてのバルブ261〜266を制御する構成とした。なお、バルブ261〜266は典型的には開閉式バルブであり、また、流路構造は典型的には金属配管である。
In the
冷凍システム200はさらに、第1の温度計211と第2の温度計212を備える。第1の温度計211は、冷媒蒸気R1の温度を測定して第1の温度T1を出力する。第2の温度計212は、高圧冷媒液R3の温度を測定して第2の温度T2を出力する。このとき制御部290は、高圧冷媒液R3の状態として第2の温度T2を用いてバルブ261〜266を制御する構成とすることができる。
The
すなわち、制御部290は、第2の温度T2が、第1の温度T1に第1の温度差ΔT1を加算した温度よりも大きい場合(T2>T1+ΔT1)、冷媒間熱交換器150に高圧冷媒液R3を供給するように流路切替手段としてのバルブ261〜266を制御する。具体的には、図4Aに示すように、バルブ261、264、265を開状態とし、バルブ262、263、266を閉状態となるように制御する。この場合、圧縮機120、凝縮器130、冷媒間熱交換器150、および膨張弁140が、この順で接続された冷凍サイクルが構成される。
That is, when the second temperature T2 is larger than the temperature obtained by adding the first temperature difference ΔT1 to the first temperature T1 (T2> T1 + ΔT1), the
このような構成とすることにより、冷媒間熱交換器150において、冷媒蒸気R1は高圧冷媒液R3によって加熱される(図4A中の破線矢印H)。その結果、圧縮機120における液圧縮を回避することができるという効果が得られる。同時に、冷媒間熱交換器150において、高圧冷媒液R3は冷却されるので、冷媒液の過冷却度を増大させることができるという効果も得ることができる。特に低圧系冷媒を用いる場合には、液圧縮を回避することができる効果が大きく、冷凍サイクルの性能を大きく向上させることができる。
With such a configuration, in the
一方、制御部290は、第2の温度T2が、第1の温度T1に第2の温度差ΔT2を加算した温度よりも小さい場合(T2<T1+ΔT2)、冷媒間熱交換器150に高圧冷媒蒸気R2を供給するように流路切替手段としてのバルブ261〜266を制御する。具体的には、図4Bに示すように、バルブ262、263、266を開状態とし、バルブ261、264、265を閉状態となるように制御する。この場合、圧縮機120、冷媒間熱交換器150、凝縮器130、および膨張弁140が、この順で接続された冷凍サイクルが構成される。
On the other hand, when the second temperature T2 is smaller than the temperature obtained by adding the second temperature difference ΔT2 to the first temperature T1 (T2 <T1 + ΔT2), the
このような構成とすることにより、冷媒間熱交換器150において、冷媒蒸気R1は圧縮機120が生成する高圧冷媒蒸気R2によって加熱される(図4B中の破線矢印H)。その結果、第2の温度T2が、第1の温度T1に第2の温度差ΔT2を加算した温度よりも小さい場合であっても、圧縮機120における液圧縮を回避することができるという効果が得られる。
With such a configuration, in the
上述した第1の温度差ΔT1および第2の温度差ΔT2は、冷凍システム200の熱負荷や冷媒間熱交換器150の性能に基いて、あらかじめ定めた値とすることができる。この場合、制御部290は、第1の温度差ΔT1と第2の温度差ΔT2を記憶する記憶装置(記憶手段)291を備えた構成とすることができる。
The first temperature difference ΔT1 and the second temperature difference ΔT2 described above can be set to predetermined values based on the heat load of the
以上説明したように、本実施形態の冷凍システム200は、冷媒蒸気R1に基く第1の温度T1と、高圧冷媒液R3に基く第2の温度T2との温度差によって、冷媒間熱交換器150と凝縮器130の接続順序を切り替える構成としている。これにより、それぞれの温度条件において冷凍サイクルの性能を最大化することが可能になる。すなわち、本実施形態の冷凍システム200によれば、蒸気圧縮式の冷凍システムにおいて冷媒間熱交換器を用いる場合であっても、使用環境による冷却性能の変動を抑制することができる。
As described above, in the
上記説明では、冷凍システム200は、高圧冷媒液R3の温度を測定して第2の温度T2を出力する第2の温度計212を備えることとした。しかし、これに限らず、凝縮器130の近傍の外気の温度を測定して第3の温度を出力する第3の温度計213を、第2の温度計212に替えて備えた構成としてもよい。このような構成とした冷凍システム201の構成を図5に示す。
In the above description, the
冷凍システム201が備える凝縮器130が、流入する高圧冷媒蒸気R2の熱量に対して十分な放熱性能を有している場合、凝縮器130は外気温度である第3の温度まで冷却された高圧冷媒液R3を排出する。したがって、この場合は、上述したように、第2の温度計212に替えて、外気温度を測定する第3の温度計213を備えた構成とすることができる。その結果、冷凍システム201の構成を簡易化することができる。
When the
冷凍システム201の制御部290は、第3の温度T3が第1の温度T1に第1の温度差ΔT1を加算した温度よりも大きい場合(T3>T1+ΔT1)、冷媒間熱交換器150に高圧冷媒液R3を供給するように流路切替手段としてのバルブ261〜266を制御する。一方、制御部290は、第3の温度T3が、第1の温度T1に第2の温度差ΔT2を加算した温度よりも小さい場合(T3<T1+ΔT2)、冷媒間熱交換器150に高圧冷媒蒸気R2を供給するように流路切替手段としてのバルブ261〜266を制御する。
When the third temperature T3 is larger than the temperature obtained by adding the first temperature difference ΔT1 to the first temperature T1 (T3> T1 + ΔT1), the
このような構成とした冷凍システム201によっても、それぞれの温度条件において冷凍サイクルの性能を最大化することが可能になる。
The
なお、上記説明では、流路切替手段として開閉式バルブを用いることとしたが、これに限らず、流路切替手段は三方弁および四方弁の少なくとも一方を備える構成としてもよい。 In the above description, the opening / closing valve is used as the flow path switching means, but the present invention is not limited to this, and the flow path switching means may be configured to include at least one of a three-way valve and a four-way valve.
図6に、流路切替手段として三方弁271〜274を用いた冷凍システム202の構成を示す。同図中、三方弁271〜274の無印の三角形状は常時開状態の弁を示し、「A」および「B」は、各切り替えパターンにおいて開状態となる弁を示す。
FIG. 6 shows the configuration of the
また、図7に、流路切替手段として四方弁281、282を用いた冷凍システム203の構成を示す。同図中、四方弁281、282中の実線は、冷媒間熱交換器150に高圧冷媒液R3を供給する第1の流路を構成している状態を示す。また、四方弁281、282中の破線は、冷媒間熱交換器150に高圧冷媒蒸気R2を供給する第2の流路を構成している状態を示す。
Further, FIG. 7 shows the configuration of the
次に、本実施形態による冷凍システムの動作について、図7に示した冷凍システム203を例にさらに詳細に説明する。
Next, the operation of the refrigeration system according to the present embodiment will be described in more detail by taking the
図8に、本実施形態による冷凍システム203の動作を説明するためのフローチャートを示す。
FIG. 8 shows a flowchart for explaining the operation of the
冷凍システム203が備える制御部290は、まず、四方弁281、282を、冷媒間熱交換器150に高圧冷媒蒸気R2を供給する第2の流路を構成している状態に設定する(ステップS11)。そして、第1の温度計211から、冷媒蒸気R1の温度を測定することによって得られる第1の温度T1を取得する(ステップS12)。また、第2の温度計212から、高圧冷媒液R3の温度を測定することによって得られる第2の温度T2を取得する(ステップS13)。
The
次に、制御部290は、第2の温度T2が、第1の温度T1に第1の温度差ΔT1を加算した温度よりも大きいか否かを判定する(ステップS14)。第2の温度T2が、第1の温度T1に第1の温度差ΔT1を加算した温度以下である場合(ステップS14/NO)、再度、第1の温度T1および第2の温度T2を取得する(ステップS12、ステップS13)。
Next, the
一方、第2の温度T2が、第1の温度T1に第1の温度差ΔT1を加算した温度よりも大きい場合(ステップS14/YES)、制御部290は四方弁281、282を切り替える。すなわち、制御部290は四方弁281、282を、冷媒間熱交換器150に高圧冷媒液R3を供給する第1の流路を構成している状態に設定する(ステップS15)。この状態で、第1の温度計211から、冷媒蒸気R1の温度を測定することによって得られる第1の温度T1を取得する(ステップS16)。また、第2の温度計212から、高圧冷媒液R3の温度を測定することによって得られる第2の温度T2を取得する(ステップS17)。
On the other hand, when the second temperature T2 is larger than the temperature obtained by adding the first temperature difference ΔT1 to the first temperature T1 (step S14 / YES), the
続いて、制御部290は、第2の温度T2が、第1の温度T1に第2の温度差ΔT2を加算した温度よりも大きいか否かを判定する(ステップS18)。第2の温度T2が、第1の温度T1に第2の温度差ΔT2を加算した温度よりも大きい場合(ステップS18/YES)、再度、第1の温度T1および第2の温度T2を取得する(ステップS16、ステップS17)。
Subsequently, the
一方、第2の温度T2が、第1の温度T1に第2の温度差ΔT2を加算した温度以下である場合(ステップS18/NO)、制御部290は四方弁281、282を切り替える。すなわち、制御部290は四方弁281、282を冷媒間熱交換器150に高圧冷媒蒸気R2を供給する第2の流路を構成している状態に設定する(ステップS11)。この後、上述したステップS12〜S18を繰り返す。
On the other hand, when the second temperature T2 is equal to or lower than the temperature obtained by adding the second temperature difference ΔT2 to the first temperature T1 (step S18 / NO), the
ここで、第1の温度差ΔT1および第2の温度差ΔT2は、冷媒間熱交換器150において冷媒蒸気R1が加熱されるように熱交換を行うために必要となる、第1の温度T1と第2の温度T2の最小限の温度差である。この第1の温度差ΔT1および第2の温度差ΔT2は、冷凍システム203の熱負荷および冷媒間熱交換器150の性能に依存して定まる。ここでは、第1の温度差ΔT1および第2の温度差ΔT2はあらかじめ定められた値であり、制御部290が備える記憶部291に記憶されているものとした。具体的には、例えば、第1の温度差ΔT1は約20℃、第2の温度差ΔT2は約15℃に設定することができる。このように、第1の温度差ΔT1を第2の温度差ΔT2よりも大きな値に設定(ΔT1>ΔT2)することによって、四方弁281、282の頻繁な切り替え動作を抑制することができる。
Here, the first temperature difference ΔT1 and the second temperature difference ΔT2 are the first temperature T1 required for heat exchange so that the refrigerant steam R1 is heated in the
次に、本実施形態による冷凍方法について説明する。 Next, the freezing method according to this embodiment will be described.
本実施形態による冷凍方法においては、まず、冷却対象から受熱させることにより冷媒液を気化させて冷媒蒸気を生成する。この冷媒蒸気を圧縮することにより高圧冷媒蒸気を生成する。続いて、この高圧冷媒蒸気の熱を外気に放出させることによって高圧冷媒蒸気を凝縮させて高圧冷媒液を生成する。そして、冷媒蒸気と、高圧冷媒蒸気および高圧冷媒液のいずれか一方とを熱交換させる。 In the freezing method according to the present embodiment, first, the refrigerant liquid is vaporized by receiving heat from the cooling target to generate refrigerant vapor. High-pressure refrigerant vapor is generated by compressing this refrigerant vapor. Subsequently, the high-pressure refrigerant vapor is condensed by releasing the heat of the high-pressure refrigerant vapor to the outside air to generate a high-pressure refrigerant liquid. Then, the refrigerant vapor is heat-exchanged with either the high-pressure refrigerant vapor or the high-pressure refrigerant liquid.
本実施形態による冷凍方法においては、さらに、冷媒蒸気の温度を測定することによって得られる第1の温度を取得し、また、高圧冷媒液の温度を測定することによって得られる第2の温度を取得する。 In the freezing method according to the present embodiment, the first temperature obtained by measuring the temperature of the refrigerant vapor is further obtained, and the second temperature obtained by measuring the temperature of the high-pressure refrigerant liquid is obtained. To do.
そして、第2の温度が、第1の温度に第1の温度差を加算した温度よりも大きい場合、冷媒蒸気と高圧冷媒液を熱交換させる。一方、第2の温度が、第1の温度に第2の温度差を加算した温度よりも小さい場合、冷媒蒸気と高圧冷媒蒸気を熱交換させる。 Then, when the second temperature is larger than the temperature obtained by adding the first temperature difference to the first temperature, the refrigerant vapor and the high-pressure refrigerant liquid are heat-exchanged. On the other hand, when the second temperature is smaller than the temperature obtained by adding the second temperature difference to the first temperature, the refrigerant vapor and the high-pressure refrigerant steam are heat-exchanged.
また、冷媒蒸気の温度を測定することによって得られる第1の温度を取得し、外気の温度を測定することによって得られる第3の温度を取得することとしてもよい。このとき、第3の温度が、第1の温度に第1の温度差を加算した温度よりも大きい場合、冷媒蒸気と高圧冷媒液を熱交換させる。一方、第3の温度が、第1の温度に第2の温度差を加算した温度よりも小さい場合、冷媒蒸気と高圧冷媒蒸気を熱交換させる構成とすることができる。 Further, the first temperature obtained by measuring the temperature of the refrigerant vapor may be obtained, and the third temperature obtained by measuring the temperature of the outside air may be obtained. At this time, when the third temperature is larger than the temperature obtained by adding the first temperature difference to the first temperature, the refrigerant vapor and the high-pressure refrigerant liquid are heat-exchanged. On the other hand, when the third temperature is smaller than the temperature obtained by adding the second temperature difference to the first temperature, the refrigerant vapor and the high-pressure refrigerant steam can be heat-exchanged.
以上説明したように、本実施形態の冷凍システム200〜203および冷凍方法によれば、蒸気圧縮式の冷凍システムにおいて冷媒間熱交換器を用いる場合であっても、使用環境による冷却性能の変動を抑制することができる。
As described above, according to the
〔第3の実施形態〕
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図9に、本発明の第3の実施形態に係る冷凍システム300の構成を模式的に示す。同図中、破線の矢印R1〜R4は冷凍サイクルにおける冷媒の流れを示す。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 schematically shows the configuration of the
本実施形態による冷凍システム300は、蒸発器(蒸発手段)110、圧縮機(圧縮手段)120、凝縮器(凝縮手段)130、膨張弁(膨張手段)140、冷媒間熱交換器(冷媒間熱交換手段)150、および冷媒供給構造(冷媒供給手段)を有する。これにより、蒸気圧縮式冷凍サイクルが構成される。
The
また、冷凍システム300は、第1の温度計211と第2の温度計212を備える。そして、冷媒供給構造は流路構造と流路切替手段を備え、流路切替手段として四方弁281、282を用いた構成としている。
Further, the
ここまでの構成は、第2の実施形態による冷凍システム203の構成と同様である。
The configuration up to this point is the same as the configuration of the
本実施形態による冷凍システム300は、膨張弁140が出力する冷媒液R4の流量を測定し、冷媒流量を出力する冷媒流量測定部(冷媒流量測定手段)310をさらに有する構成とした。そして、冷凍システム300が備える制御手段としての制御部が、冷媒流量に基いて、第1の温度差ΔT1と第2の温度差ΔT2を決定する構成とした。なお、図9では、制御部の構成の記載は省略した。
The refrigerating
次に、本実施形態による冷凍システム300の動作について説明する。図10に、本実施形態による冷凍システム300の動作を説明するためのフローチャートを示す。
Next, the operation of the
冷凍システム300が備える制御部は、まず、四方弁281、282を、冷媒間熱交換器150に高圧冷媒蒸気R2を供給する第2の流路を構成している状態に設定する(ステップS201)。そして、第1の温度計211から、冷媒蒸気R1の温度を測定することによって得られる第1の温度T1を取得する(ステップS202)。また、第2の温度計212から、高圧冷媒液R3の温度を測定することによって得られる第2の温度T2を取得する(ステップS203)。
The control unit included in the
次に、制御部は冷媒流量測定部310から、冷媒液R4の流量を測定することによって得られる冷媒流量Qを取得する(ステップS204)。そして、この冷媒流量Qに基いて第1の温度差ΔT1を決定する(ステップS205)。 Next, the control unit acquires the refrigerant flow rate Q obtained by measuring the flow rate of the refrigerant liquid R4 from the refrigerant flow rate measuring unit 310 (step S204). Then, the first temperature difference ΔT1 is determined based on the refrigerant flow rate Q (step S205).
制御部は、第2の温度T2が、第1の温度T1にここで求めた第1の温度差ΔT1を加算した温度よりも大きいか否かを判定する(ステップS206)。第2の温度T2が、第1の温度T1に第1の温度差ΔT1を加算した温度以下である場合(ステップS206/NO)、再度、第1の温度T1、第2の温度T2、および冷媒流量Qを取得する(ステップS202〜ステップS204)。 The control unit determines whether or not the second temperature T2 is larger than the temperature obtained by adding the first temperature difference ΔT1 obtained here to the first temperature T1 (step S206). When the second temperature T2 is equal to or lower than the temperature obtained by adding the first temperature difference ΔT1 to the first temperature T1 (step S206 / NO), the first temperature T1, the second temperature T2, and the refrigerant are again used. Acquire the flow rate Q (step S202 to step S204).
一方、第2の温度T2が、第1の温度T1にここで求めた第1の温度差ΔT1を加算した温度よりも大きい場合(ステップS206/YES)、制御部は四方弁281、282を切り替える。すなわち、制御部は四方弁281、282を、冷媒間熱交換器150に高圧冷媒液R3を供給する第1の流路を構成している状態に設定する(ステップS207)。この状態で、第1の温度計211から、冷媒蒸気R1の温度を測定することによって得られる第1の温度T1を取得する(ステップS208)。また、第2の温度計212から、高圧冷媒液R3の温度を測定することによって得られる第2の温度T2を取得する(ステップS209)。
On the other hand, when the second temperature T2 is larger than the temperature obtained by adding the first temperature difference ΔT1 obtained here to the first temperature T1 (step S206 / YES), the control unit switches the four-
さらに制御部は、冷媒流量測定部310から、冷媒液R4の流量を測定することによって得られる冷媒流量Qを取得する(ステップS210)。そして、この冷媒流量Qに基いて第2の温度差ΔT2を決定する(ステップS211)。 Further, the control unit acquires the refrigerant flow rate Q obtained by measuring the flow rate of the refrigerant liquid R4 from the refrigerant flow rate measuring unit 310 (step S210). Then, the second temperature difference ΔT2 is determined based on the refrigerant flow rate Q (step S211).
制御部は、第2の温度T2が、第1の温度T1にここで求めた第2の温度差ΔT2を加算した温度よりも大きいか否かを判定する(ステップS212)。第2の温度T2が、第1の温度T1に第2の温度差ΔT2を加算した温度よりも大きい場合(ステップS212/YES)、再度、第1の温度T1、第2の温度T2、および冷媒流量Qを取得する(ステップS208〜ステップS210)。 The control unit determines whether or not the second temperature T2 is larger than the temperature obtained by adding the second temperature difference ΔT2 obtained here to the first temperature T1 (step S212). When the second temperature T2 is larger than the temperature obtained by adding the second temperature difference ΔT2 to the first temperature T1 (step S212 / YES), the first temperature T1, the second temperature T2, and the refrigerant are again present. Acquire the flow rate Q (step S208 to step S210).
一方、第2の温度T2が、第1の温度T1にここで求めた第2の温度差ΔT2を加算した温度以下である場合(ステップS212/NO)、制御部は四方弁281、282を切り替える。すなわち、制御部は四方弁281、282を冷媒間熱交換器150に高圧冷媒蒸気R2を供給する第2の流路を構成している状態に設定する(ステップS201)。この後、上述したステップS202〜S212を繰り返す。
On the other hand, when the second temperature T2 is equal to or lower than the temperature obtained by adding the second temperature difference ΔT2 obtained here to the first temperature T1 (step S212 / NO), the control unit switches the four-
このように、本実施形態の冷凍システム300においては、第1の温度差ΔT1および第2の温度差ΔT2を、冷媒流量Qに基いて決定する構成とした。ここで、第1の温度差ΔT1および第2の温度差ΔT2は、冷媒間熱交換器150において冷媒蒸気R1が加熱されるように熱交換を行うために必要となる、第1の温度T1と第2の温度T2の最小限の温度差である。
As described above, in the
冷媒間熱交換器150における熱交換量は冷媒流量Qに大きく依存するため、第1の温度差ΔT1および第2の温度差ΔT2も冷媒流量Qに依存する。一方、冷媒流量Qは冷凍システム300の熱負荷に比例する。上述したように、本実施形態の冷凍システム300によれば、冷媒流量Qに応じて適正な第1の温度差ΔT1および第2の温度差ΔT2を設定することができるので、熱負荷の変動が生じても安定な動作を維持することが可能になる。
Since the amount of heat exchange in the
さらに、本実施形態の冷凍システム300によれば、第1の実施形態および第2の実施形態による場合と同様に、蒸気圧縮式の冷凍システムにおいて冷媒間熱交換器を用いる場合であっても、使用環境による冷却性能の変動を抑制することができる。
Further, according to the
〔第4の実施形態〕
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。図11に、本発明の第4の実施形態に係る冷凍システム400の構成を模式的に示す。同図中、破線の矢印R1〜R4は冷凍サイクルにおける冷媒の流れを示す。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 schematically shows the configuration of the
本実施形態による冷凍システム400は、蒸発器(蒸発手段)110、圧縮機(圧縮手段)120、凝縮器(凝縮手段)130、膨張弁(膨張手段)140、冷媒間熱交換器(冷媒間熱交換手段)150、および冷媒供給構造(冷媒供給手段)を有する。これにより、蒸気圧縮式冷凍サイクルが構成される。
The
また、冷凍システム400は、第1の温度計211と第2の温度計212を備える。そして、冷媒供給構造は流路構造と流路切替手段を備え、流路切替手段として四方弁281、282を用いた構成としている。
Further, the
ここまでの構成は、第2の実施形態による冷凍システム203の構成と同様である。
The configuration up to this point is the same as the configuration of the
本実施形態による冷凍システム400は、冷媒蒸気の圧力を測定し、冷媒圧力値を出力する冷媒圧力測定部(冷媒圧力測定手段)410をさらに有する構成とした。そして、冷凍システム400が備える制御手段としての制御部が、この冷媒圧力値と、冷媒蒸気を圧縮する際の条件値とに基いて、第1の温度差ΔT1と第2の温度差ΔT2を決定する構成とした。具体的には、圧縮機120は回転式の圧縮機であって、制御部は冷媒圧力値と圧縮機120の回転数に基いて、第1の温度差ΔT1と第2の温度差ΔT2を決定する構成とした。なお、図11では、制御部の構成の記載は省略した。
The refrigerating
次に、本実施形態による冷凍システム400の動作について説明する。図12に、本実施形態による冷凍システム400の動作を説明するためのフローチャートを示す。
Next, the operation of the
冷凍システム400が備える制御部は、まず、四方弁281、282を、冷媒間熱交換器150に高圧冷媒蒸気R2を供給する第2の流路を構成している状態に設定する(ステップS301)。そして、第1の温度計211から、冷媒蒸気R1の温度を測定することによって得られる第1の温度T1を取得する(ステップS302)。また、第2の温度計212から、高圧冷媒液R3の温度を測定することによって得られる第2の温度T2を取得する(ステップS303)。
The control unit included in the
次に、制御部は冷媒圧力測定部410から、圧縮機120に流入する冷媒蒸気の圧力を測定することによって得られる冷媒圧力値Pを取得する(ステップS304)。また、圧縮機120の回転数fを取得する(ステップS305)。そして、冷媒圧力値Pおよび回転数fに基いて第1の温度差ΔT1を決定する(ステップS306)。
Next, the control unit acquires the refrigerant pressure value P obtained by measuring the pressure of the refrigerant vapor flowing into the
制御部は、第2の温度T2が、第1の温度T1にここで求めた第1の温度差ΔT1を加算した温度よりも大きいか否かを判定する(ステップS307)。第2の温度T2が、第1の温度T1に第1の温度差ΔT1を加算した温度以下である場合(ステップS307/NO)、再度、第1の温度T1、第2の温度T2、および冷媒圧力値Pと回転数fを取得する(ステップS302〜ステップS305)。 The control unit determines whether or not the second temperature T2 is larger than the temperature obtained by adding the first temperature difference ΔT1 obtained here to the first temperature T1 (step S307). When the second temperature T2 is equal to or lower than the temperature obtained by adding the first temperature difference ΔT1 to the first temperature T1 (step S307 / NO), the first temperature T1, the second temperature T2, and the refrigerant are again used. The pressure value P and the rotation speed f are acquired (steps S302 to S305).
一方、第2の温度T2が、第1の温度T1にここで求めた第1の温度差ΔT1を加算した温度よりも大きい場合(ステップS307/YES)、制御部は四方弁281、282を切り替える。すなわち、制御部は四方弁281、282を冷媒間熱交換器150に高圧冷媒液R3を供給する第1の流路を構成している状態に設定する(ステップS308)。この状態で、第1の温度計211から、冷媒蒸気R1の温度を測定することによって得られる第1の温度T1を取得する(ステップS309)。また、第2の温度計212から、高圧冷媒液R3の温度を測定することによって得られる第2の温度T2を取得する(ステップS310)。
On the other hand, when the second temperature T2 is larger than the temperature obtained by adding the first temperature difference ΔT1 obtained here to the first temperature T1 (step S307 / YES), the control unit switches the four-
さらに制御部は、冷媒圧力測定部410から、圧縮機120に流入する冷媒蒸気の圧力を測定することによって得られる冷媒圧力値Pを取得する(ステップS311)。また、圧縮機120の回転数fを取得する(ステップS312)。そして、冷媒圧力値Pおよび回転数fに基いて第2の温度差ΔT2を決定する(ステップS313)。
Further, the control unit acquires the refrigerant pressure value P obtained by measuring the pressure of the refrigerant vapor flowing into the
制御部は、第2の温度T2が、第1の温度T1にここで求めた第2の温度差ΔT2を加算した温度よりも大きいか否かを判定する(ステップS314)。第2の温度T2が、第1の温度T1に第2の温度差ΔT2を加算した温度よりも大きい場合(ステップS314/YES)、再度、第1の温度T1、第2の温度T2、および冷媒圧力値Pと回転数fを取得する(ステップS309〜ステップS312)。 The control unit determines whether or not the second temperature T2 is larger than the temperature obtained by adding the second temperature difference ΔT2 obtained here to the first temperature T1 (step S314). When the second temperature T2 is larger than the temperature obtained by adding the second temperature difference ΔT2 to the first temperature T1 (step S314 / YES), the first temperature T1, the second temperature T2, and the refrigerant are again present. The pressure value P and the rotation speed f are acquired (steps S309 to S312).
一方、第2の温度T2が、第1の温度T1にここで求めた第2の温度差ΔT2を加算した温度以下である場合(ステップS314/NO)、制御部は四方弁281、282を切り替える。すなわち、制御部は四方弁281、282を冷媒間熱交換器150に高圧冷媒蒸気R2を供給する第2の流路を構成している状態に設定する(ステップS301)。この後、上述したステップS302〜S314を繰り返す。
On the other hand, when the second temperature T2 is equal to or lower than the temperature obtained by adding the second temperature difference ΔT2 obtained here to the first temperature T1 (step S314 / NO), the control unit switches the four-
このように、本実施形態の冷凍システム400においては、第1の温度差ΔT1および第2の温度差ΔT2を、圧縮機120に流入する冷媒蒸気の冷媒圧力値Pと圧縮機120の回転数fに基いて決定する構成とした。この冷媒圧力値Pと回転数fとから、冷媒流量Qを算出することができる。したがって、冷媒流量Qを直接測定する構成に比べ、より簡易な構成で冷媒流量Qを見積もることができる。
As described above, in the
上述したように、冷凍システム400によれば、簡易な構成によって、冷媒流量Qに応じた適正な第1の温度差ΔT1および第2の温度差ΔT2を設定することができる。ここで、冷媒流量Qは冷凍システム300の熱負荷に比例する。したがって、本実施形態の冷凍システム400によれば、熱負荷の変動が生じても安定な動作を維持することが可能になる。
As described above, according to the
さらに、本実施形態の冷凍システム400によれば、第1の実施形態および第2の実施形態による場合と同様に、蒸気圧縮式の冷凍システムにおいて冷媒間熱交換器を用いる場合であっても、使用環境による冷却性能の変動を抑制することができる。
Further, according to the
本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。 It is said that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention. Not to mention.
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。 Some or all of the above embodiments may also be described, but not limited to:
(付記1)冷媒液を受熱により気化させて冷媒蒸気を生成する蒸発手段と、前記冷媒蒸気を圧縮して高圧冷媒蒸気を生成する圧縮手段と、前記高圧冷媒蒸気を凝縮させ高圧冷媒液を生成する凝縮手段と、前記高圧冷媒液を膨張させて低圧にした前記冷媒液を生成する膨張手段と、前記冷媒蒸気と、前記高圧冷媒蒸気および前記高圧冷媒液のいずれか一方とを熱交換させる冷媒間熱交換手段と、前記冷媒間熱交換手段に、前記高圧冷媒蒸気および前記高圧冷媒液のいずれか一方を供給する冷媒供給手段、とを有する冷凍システム。 (Appendix 1) Evaporating means for generating refrigerant vapor by vaporizing the refrigerant liquid by receiving heat, compression means for compressing the refrigerant vapor to generate high-pressure refrigerant vapor, and condensing the high-pressure refrigerant vapor to generate high-pressure refrigerant liquid. A refrigerant that exchanges heat between the condensing means, the expanding means for generating the refrigerant liquid by expanding the high-pressure refrigerant liquid to reduce the pressure, the refrigerant steam, and either the high-pressure refrigerant steam or the high-pressure refrigerant liquid. A refrigeration system having an inter-heat exchange means and a refrigerant supply means for supplying either the high-pressure refrigerant steam or the high-pressure refrigerant liquid to the inter-refrigerant heat exchange means.
(付記2)前記冷媒供給手段を制御する制御手段をさらに有し、前記冷媒供給手段は、流路構造と流路切替手段を備え、前記制御手段は、前記高圧冷媒液の状態に基いて、前記流路切替手段を制御する付記1に記載した冷凍システム。 (Appendix 2) Further having a control means for controlling the refrigerant supply means, the refrigerant supply means includes a flow path structure and a flow path switching means, and the control means is based on the state of the high-pressure refrigerant liquid. The refrigeration system according to Appendix 1, which controls the flow path switching means.
(付記3)前記冷媒蒸気の温度を測定して第1の温度を出力する第1の温度計と、前記高圧冷媒液の温度を測定して第2の温度を出力する第2の温度計、をさらに有し、前記制御手段は、前記第2の温度が、前記第1の温度に第1の温度差を加算した温度よりも大きい場合、前記冷媒間熱交換手段に前記高圧冷媒液を供給するように前記流路切替手段を制御し、前記第2の温度が、前記第1の温度に第2の温度差を加算した温度よりも小さい場合、前記冷媒間熱交換手段に前記高圧冷媒蒸気を供給するように前記流路切替手段を制御する付記2に記載した冷凍システム。 (Appendix 3) A first thermometer that measures the temperature of the refrigerant steam and outputs the first temperature, and a second thermometer that measures the temperature of the high-pressure refrigerant liquid and outputs the second temperature. When the second temperature is larger than the temperature obtained by adding the first temperature difference to the first temperature, the control means supplies the high-pressure refrigerant liquid to the inter-cooler heat exchange means. When the second temperature is smaller than the temperature obtained by adding the second temperature difference to the first temperature, the high-pressure refrigerant steam is supplied to the inter-solvent heat exchange means. The refrigeration system according to Appendix 2, which controls the flow path switching means so as to supply the above-mentioned flow path switching means.
(付記4)前記冷媒蒸気の温度を測定して第1の温度を出力する第1の温度計と、前記凝縮手段の近傍の外気の温度を測定して第3の温度を出力する第3の温度計、をさらに有し、前記制御手段は、前記第3の温度が、前記第1の温度に第1の温度差を加算した温度よりも大きい場合、前記冷媒間熱交換手段に前記高圧冷媒液を供給するように前記流路切替手段を制御し、前記第3の温度が、前記第1の温度に第2の温度差を加算した温度よりも小さい場合、前記冷媒間熱交換手段に前記高圧冷媒蒸気を供給するように前記流路切替手段を制御する付記2に記載した冷凍システム。 (Appendix 4) A first thermometer that measures the temperature of the refrigerant steam and outputs the first temperature, and a third thermometer that measures the temperature of the outside air in the vicinity of the condensing means and outputs the third temperature. The control means further comprises a thermometer, and when the third temperature is larger than the temperature obtained by adding the first temperature difference to the first temperature, the control means supplies the high-pressure refrigerant to the inter-cooler heat exchange means. When the flow path switching means is controlled so as to supply the liquid and the third temperature is smaller than the temperature obtained by adding the second temperature difference to the first temperature, the heat exchange means between refrigerants is said to have the same temperature. The refrigeration system according to Appendix 2, which controls the flow path switching means so as to supply high-pressure refrigerant steam.
(付記5)前記制御手段は、前記第1の温度差と前記第2の温度差を記憶する記憶手段を備える付記3または4に記載した冷凍システム。 (Appendix 5) The freezing system according to Appendix 3 or 4, wherein the control means includes a storage means for storing the first temperature difference and the second temperature difference.
(付記6)前記冷媒液の流量を測定し、冷媒流量を出力する冷媒流量測定手段をさらに有し、前記制御手段は、前記冷媒流量に基いて、前記第1の温度差と前記第2の温度差を決定する付記3または4に記載した冷凍システム。 (Appendix 6) Further having a refrigerant flow rate measuring means for measuring the flow rate of the refrigerant liquid and outputting the refrigerant flow rate, the control means has the first temperature difference and the second temperature difference based on the refrigerant flow rate. The refrigeration system according to Appendix 3 or 4, which determines the temperature difference.
(付記7)前記冷媒蒸気の圧力を測定し、冷媒圧力値を出力する冷媒圧力測定手段をさらに有し、前記圧縮手段は、回転式の圧縮機を備え、前記制御手段は、前記冷媒圧力値と前記圧縮機の回転数に基いて、前記第1の温度差と前記第2の温度差を決定する付記3または4に記載した冷凍システム。 (Appendix 7) Further having a refrigerant pressure measuring means for measuring the pressure of the refrigerant steam and outputting the refrigerant pressure value, the compressing means includes a rotary compressor, and the controlling means has the refrigerant pressure value. The refrigeration system according to Appendix 3 or 4, which determines the first temperature difference and the second temperature difference based on the number of revolutions of the compressor.
(付記8)前記制御手段は、前記第1の温度差を前記第2の温度差よりも大きな値に設定する付記3から7のいずれか一項に記載した冷凍システム。 (Supplementary Note 8) The refrigeration system according to any one of Supplementary note 3 to 7, wherein the control means sets the first temperature difference to a value larger than the second temperature difference.
(付記9)前記流路切替手段は、三方弁および四方弁の少なくとも一方を備える付記2から8のいずれか一項に記載した冷凍システム。 (Supplementary note 9) The refrigeration system according to any one of Supplementary note 2 to 8, wherein the flow path switching means includes at least one of a three-way valve and a four-way valve.
(付記10)冷却対象から受熱させることにより冷媒液を気化させて冷媒蒸気を生成し、前記冷媒蒸気を圧縮することにより高圧冷媒蒸気を生成し、前記高圧冷媒蒸気の熱を外気に放出させることによって前記高圧冷媒蒸気を凝縮させて高圧冷媒液を生成し、前記冷媒蒸気と、前記高圧冷媒蒸気および前記高圧冷媒液のいずれか一方とを熱交換させる冷凍方法。 (Appendix 10) The refrigerant liquid is vaporized by receiving heat from the object to be cooled to generate the refrigerant vapor, the high-pressure refrigerant vapor is generated by compressing the refrigerant vapor, and the heat of the high-pressure refrigerant vapor is released to the outside air. A refrigerating method in which the high-pressure refrigerant vapor is condensed to generate a high-pressure refrigerant liquid, and the refrigerant steam is heat-exchanged with either the high-pressure refrigerant steam or the high-pressure refrigerant liquid.
(付記11)前記冷媒蒸気の温度を測定することによって得られる第1の温度を取得し、前記高圧冷媒液の温度を測定することによって得られる第2の温度を取得し、前記第2の温度が、前記第1の温度に第1の温度差を加算した温度よりも大きい場合、前記冷媒蒸気と前記高圧冷媒液を熱交換させ、前記第2の温度が、前記第1の温度に第2の温度差を加算した温度よりも小さい場合、前記冷媒蒸気と前記高圧冷媒蒸気を熱交換させる付記10に記載した冷凍方法。 (Appendix 11) The first temperature obtained by measuring the temperature of the refrigerant steam is acquired, the second temperature obtained by measuring the temperature of the high-pressure refrigerant liquid is acquired, and the second temperature is obtained. However, when the temperature is larger than the temperature obtained by adding the first temperature difference to the first temperature, the refrigerant steam and the high-pressure refrigerant liquid are exchanged for heat, and the second temperature becomes the second temperature. The refrigerating method according to Appendix 10, wherein when the temperature is smaller than the sum of the temperature differences of the above, the temperature difference is exchanged between the refrigerant steam and the high-pressure refrigerant steam.
(付記12)前記冷媒蒸気の温度を測定することによって得られる第1の温度を取得し、前記外気の温度を測定することによって得られる第3の温度を取得し、前記第3の温度が、前記第1の温度に第1の温度差を加算した温度よりも大きい場合、前記冷媒蒸気と前記高圧冷媒液を熱交換させ、前記第3の温度が、前記第1の温度に第2の温度差を加算した温度よりも小さい場合、前記冷媒蒸気と前記高圧冷媒蒸気を熱交換させる付記10に記載した冷凍方法。 (Appendix 12) The first temperature obtained by measuring the temperature of the refrigerant steam is acquired, the third temperature obtained by measuring the temperature of the outside air is acquired, and the third temperature is When it is larger than the temperature obtained by adding the first temperature difference to the first temperature, the refrigerant vapor and the high-pressure refrigerant liquid are exchanged for heat, and the third temperature becomes the second temperature to the first temperature. The refrigerating method according to Appendix 10, wherein when the temperature is smaller than the sum of the differences, the temperature is exchanged between the refrigerant steam and the high-pressure refrigerant steam.
(付記13)前記第1の温度差と前記第2の温度差をあらかじめ決定する付記11または12に記載した冷凍方法。
(Appendix 13) The freezing method according to
(付記14)前記冷媒液の流量を測定することによって得られる冷媒流量を取得し、前記冷媒流量に基いて、前記第1の温度差と前記第2の温度差を決定する付記11または12に記載した冷凍方法。
(Appendix 14) In
(付記15)前記冷媒蒸気の圧力を測定することによって得られる冷媒圧力値を取得し、前記冷媒蒸気を圧縮する際の条件値と、前記冷媒圧力値とに基いて、前記第1の温度差と前記第2の温度差を決定する付記11または12に記載した冷凍方法。
(Appendix 15) The first temperature difference based on the condition value at the time of acquiring the refrigerant pressure value obtained by measuring the pressure of the refrigerant vapor and compressing the refrigerant vapor and the refrigerant pressure value. The refrigeration method according to
(付記16)前記第1の温度差を前記第2の温度差よりも大きな値に設定する付記11から15のいずれか一項に記載した冷凍方法。
(Supplementary note 16) The freezing method according to any one of
100、100A、100B、200、200A、200B、201、202、203、300、400 冷凍システム
110 蒸発器
120 圧縮機
130 凝縮器
140 膨張弁
150 冷媒間熱交換器
160 冷媒供給構造
211 第1の温度計
212 第2の温度計
213 第3の温度計
261〜266 バルブ
271〜274 三方弁
281、282 四方弁
290 制御部
291 記憶装置
310 冷媒流量測定部
410 冷媒圧力測定部
100, 100A, 100B, 200, 200A, 200B, 201, 202, 203, 300, 400
Claims (8)
前記冷媒蒸気を圧縮して高圧冷媒蒸気を生成する圧縮手段と、
前記高圧冷媒蒸気を凝縮させ高圧冷媒液を生成する凝縮手段と、
前記高圧冷媒液を膨張させて低圧にした前記冷媒液を生成する膨張手段と、
前記冷媒蒸気と、前記高圧冷媒蒸気および前記高圧冷媒液のいずれか一方とを熱交換させる冷媒間熱交換手段と、
前記冷媒間熱交換手段に、前記高圧冷媒蒸気および前記高圧冷媒液のいずれか一方を供給する冷媒供給手段と、
前記冷媒供給手段を制御する制御手段、とを有し、
前記冷媒供給手段は、流路構造と流路切替手段を備え、
前記制御手段は、前記高圧冷媒液の状態に基いて、前記流路切替手段を制御する
冷凍システム。 Evaporation means that vaporizes the refrigerant liquid by receiving heat to generate refrigerant vapor,
A compression means that compresses the refrigerant vapor to generate high-pressure refrigerant vapor,
A condensing means that condenses the high-pressure refrigerant vapor to generate a high-pressure refrigerant liquid,
An expansion means for generating the refrigerant liquid by expanding the high-pressure refrigerant liquid to a low pressure, and
Refrigerant-to-refrigerant heat exchange means for exchanging heat between the refrigerant vapor and either the high-pressure refrigerant steam or the high-pressure refrigerant liquid.
A refrigerant supply means for supplying either the high-pressure refrigerant vapor or the high-pressure refrigerant liquid to the refrigerant heat exchange means, and
It has a control means for controlling the refrigerant supply means , and
The refrigerant supply means includes a flow path structure and a flow path switching means.
The control means controls the flow path switching means based on the state of the high-pressure refrigerant liquid.
Refrigeration system.
前記高圧冷媒液の温度を測定して第2の温度を出力する第2の温度計、をさらに有し、
前記制御手段は、
前記第2の温度が、前記第1の温度に第1の温度差を加算した温度よりも大きい場合、前記冷媒間熱交換手段に前記高圧冷媒液を供給するように前記流路切替手段を制御し、
前記第2の温度が、前記第1の温度に第2の温度差を加算した温度よりも小さい場合、前記冷媒間熱交換手段に前記高圧冷媒蒸気を供給するように前記流路切替手段を制御する
請求項1に記載した冷凍システム。 A first thermometer that measures the temperature of the refrigerant vapor and outputs the first temperature,
Further having a second thermometer, which measures the temperature of the high-pressure refrigerant liquid and outputs a second temperature,
The control means
When the second temperature is larger than the temperature obtained by adding the first temperature difference to the first temperature, the flow path switching means is controlled so as to supply the high-pressure refrigerant liquid to the inter-refrigerant heat exchange means. And
When the second temperature is smaller than the temperature obtained by adding the second temperature difference to the first temperature, the flow path switching means is controlled so as to supply the high-pressure refrigerant vapor to the inter-refrigerant heat exchange means. The refrigeration system according to claim 1.
前記凝縮手段の近傍の外気の温度を測定して第3の温度を出力する第3の温度計、をさらに有し、
前記制御手段は、
前記第3の温度が、前記第1の温度に第1の温度差を加算した温度よりも大きい場合、前記冷媒間熱交換手段に前記高圧冷媒液を供給するように前記流路切替手段を制御し、
前記第3の温度が、前記第1の温度に第2の温度差を加算した温度よりも小さい場合、前記冷媒間熱交換手段に前記高圧冷媒蒸気を供給するように前記流路切替手段を制御する
請求項1に記載した冷凍システム。 A first thermometer that measures the temperature of the refrigerant vapor and outputs the first temperature,
It further has a third thermometer, which measures the temperature of the outside air in the vicinity of the condensing means and outputs a third temperature.
The control means
When the third temperature is larger than the temperature obtained by adding the first temperature difference to the first temperature, the flow path switching means is controlled so as to supply the high-pressure refrigerant liquid to the inter-refrigerant heat exchange means. And
When the third temperature is smaller than the temperature obtained by adding the second temperature difference to the first temperature, the flow path switching means is controlled so as to supply the high-pressure refrigerant vapor to the inter-refrigerant heat exchange means. The refrigeration system according to claim 1.
請求項2または3に記載した冷凍システム。 The freezing system according to claim 2 or 3 , wherein the control means includes a storage means for storing the first temperature difference and the second temperature difference.
前記制御手段は、前記冷媒流量に基いて、前記第1の温度差と前記第2の温度差を決定する
請求項2または3に記載した冷凍システム。 Further having a refrigerant flow rate measuring means for measuring the flow rate of the refrigerant liquid and outputting the refrigerant flow rate,
The refrigeration system according to claim 2 or 3 , wherein the control means determines the first temperature difference and the second temperature difference based on the flow rate of the refrigerant.
前記圧縮手段は、回転式の圧縮機を備え、
前記制御手段は、前記冷媒圧力値と前記圧縮機の回転数に基いて、前記第1の温度差と前記第2の温度差を決定する
請求項2または3に記載した冷凍システム。 Further, it has a refrigerant pressure measuring means for measuring the pressure of the refrigerant vapor and outputting the refrigerant pressure value.
The compression means includes a rotary compressor.
The refrigeration system according to claim 2 or 3 , wherein the control means determines the first temperature difference and the second temperature difference based on the refrigerant pressure value and the rotation speed of the compressor.
請求項2から6のいずれか一項に記載した冷凍システム。 The refrigeration system according to any one of claims 2 to 6 , wherein the control means sets the first temperature difference to a value larger than the second temperature difference.
請求項1から7のいずれか一項に記載した冷凍システム。 The refrigeration system according to any one of claims 1 to 7 , wherein the flow path switching means includes at least one of a three-way valve and a four-way valve.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016208916A JP6840992B2 (en) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | Freezing system and freezing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016208916A JP6840992B2 (en) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | Freezing system and freezing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018071827A JP2018071827A (en) | 2018-05-10 |
| JP6840992B2 true JP6840992B2 (en) | 2021-03-10 |
Family
ID=62112544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016208916A Expired - Fee Related JP6840992B2 (en) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | Freezing system and freezing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6840992B2 (en) |
-
2016
- 2016-10-25 JP JP2016208916A patent/JP6840992B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2018071827A (en) | 2018-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102066851B (en) | Refrigeration cycle device and control method therefor | |
| JP6878612B2 (en) | Refrigeration cycle equipment | |
| CN101809383A (en) | Air-conditioning and water-heating complex system | |
| JP5908183B1 (en) | Air conditioner | |
| CN103958986A (en) | Refrigerating/air-conditioning device | |
| JP2009162388A (en) | Refrigeration air conditioner, refrigeration air conditioner outdoor unit, and refrigeration air conditioner control device | |
| JP5979112B2 (en) | Refrigeration equipment | |
| US10907866B2 (en) | Refrigerant cycle apparatus and air conditioning apparatus including the same | |
| JP6479181B2 (en) | Air conditioner | |
| WO2020021593A1 (en) | Air-conditioning apparatus | |
| CN113883579B (en) | Water system air conditioner | |
| JP6067178B2 (en) | Heat source side unit and air conditioner | |
| JP4999531B2 (en) | Air conditioner | |
| JP5765990B2 (en) | Indoor unit and air conditioner | |
| JP6846915B2 (en) | Multi-chamber air conditioner | |
| CN109312961B (en) | Heat source unit of refrigerating device | |
| JP2015218954A (en) | Refrigeration cycle equipment | |
| KR101658021B1 (en) | A Heatpump System Using Duality Cold Cycle | |
| JP6840992B2 (en) | Freezing system and freezing method | |
| JP6017049B2 (en) | Air conditioner | |
| JP6762422B2 (en) | Refrigeration cycle equipment | |
| WO2017094172A1 (en) | Air conditioning device | |
| JP6573723B2 (en) | Air conditioner | |
| JP6350577B2 (en) | Air conditioner | |
| JP2019027601A (en) | Refrigerant circuit device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190913 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200722 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200915 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201104 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210119 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210201 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6840992 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |