JP2816525B2 - 多元冷凍装置 - Google Patents
多元冷凍装置Info
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Description
に接続して超低温に冷却するために用いる多元冷凍装置
に関する。
は、−60℃〜−70℃という超低温になってきてお
り、鮮魚の保管庫をこのように低い温度に冷却するには
多元冷凍装置が用いられる。
縮器を冷却水により冷却するとともに、この高元側の冷
却コイルを低元側冷凍機の圧縮機から吐出される冷媒ガ
スを凝縮する凝縮器のカスケードコンデンサに接続し
て、複数台の冷凍機を熱交換器(カスケードコンデン
サ)によって連結することで、低元側の冷却器によって
冷凍庫などの熱負荷を非常に低い温度に冷却するもので
ある。冷凍機を2段に接続した場合、高元側冷凍機は第
1元冷凍機となり、低元側冷凍機が第2元冷凍機とな
る。
冷凍機の冷媒にフロンR13またはR503を使用して
いた。このため、第2元圧縮機で圧縮した吐出ガスは、
その温度がそれ程高くなく、小型装置では空気冷却し、
大型装置では水で冷却するか、または何も冷却せずカス
ケードコンデンサに送っていた。
冷媒にフロンR13またはR503を使用していたが、
フロン規制によりこれらの冷媒が使用できなくなった。
このため、代替え冷媒としてHFC23を使用する必要
が生じた。しかし、HFC23は従来の冷媒と比較して
圧縮機で圧縮した吐出ガス温度が約20〜30℃程度上
昇する。したがって、第2元側の吐出ガス温度を低く抑
えるためには第1元側の圧縮機を二段圧縮機とし、第2
元圧縮機の圧縮比または凝縮圧力を低くする必要があ
る。
せ、もって装置の小型化、省エネ化を図ることを目的と
する。
に、本発明の多元冷凍装置は複数台の冷凍機を凝縮器を
なすカスケードコンデンサで多段に連結した多元冷凍装
置において、低元側圧縮機の吐出側とカスケードコンデ
ンサの入口との間に、低元側圧縮機からの吐出ガスを予
冷却する吐出ガス冷却器を設け、高元側圧縮機を低段圧
縮機と高段圧縮機からなる二段圧縮機で構成し、この高
段圧縮機から吐出される冷媒を凝縮器で液化したあとに
膨脹弁で高段圧縮機の吸入圧力まで減圧し、上記吐出ガ
ス冷却器のコイルに導いて低元側吐出ガスと熱交換させ
る構成としてある。
縮機で冷却するカスケードコンデンサの熱量が低減さ
れ、高元側圧縮機の小形化を図ることができる。
実施例を図面に基づき詳細に説明する。図1の系統図
に、この多元冷凍装置の一実施例を示す。この図で、第
1元圧縮機1は、レシプロまたはスクリュタイプの二段
圧縮機で構成され、低段(前段)の圧縮機1aの吐出管
が高段(後段)の圧縮機1bの吸入管に接続される。高
段の圧縮機1bの吐出管は、コイル2aに冷却水が通さ
れる凝縮器2の入口に接続される。この凝縮器2で液化
した冷媒は、膨脹弁6で減圧され、デ・スーパーヒータ
(吐出ガス冷却器)7のコイル7aに送られて熱交換さ
れる。このデ・スーパーヒータ7で蒸発した冷媒は、高
段の圧縮機1bに吸入される。
中間冷却器4のコイル4aの入口に接続される。この中
間冷却器4のコイル4aの出口は、高段の圧縮機1bの
吸入管に接続される。また、凝縮器2の出口は中間冷却
器4の入口に接続され、この中間冷却器4の出口は電磁
弁、膨脹弁8を介してカスケードコンデンサ9のコイル
9aの入口に接続される。このカスケードコンデンサ9
のコイル9aの出口は、低段の圧縮機1aの吸入管に接
続される。
元圧縮機10で圧縮された吐出ガスは、冷却器11にお
いて従来の方法(水または空気)で冷却されたあとに、
デ・スーパーヒータ7に送られる。このデ・スーパーヒ
ータ7の出口は、カスケードコンデンサ9の入口に接続
され、このカスケードコンデンサ9の出口が膨脹弁12
を介して負荷冷却用の冷却器13の冷却コイル13aの
入口に接続される。この冷却コイル13aの出口は、圧
縮機10の吸入管に接続される。なお、デ・スーパーヒ
ータ7の入口は保護容器14を介して第2元圧縮機10
の吸入管に接続される。
第2元圧縮機10から吐出される冷媒ガスを従来の方法
で冷却したあとに、デ・スーパーヒータ7に送り、第1
元側の凝縮器2で液化した冷媒と熱交換して冷却する。
第1元側の液冷媒は、このデ・スーパーヒータ7におい
て第2元側の吐出ガスと熱交換することでガス化し、第
1元圧縮機1の高段の吸入管に導かれる。
するカスケードコンデンサ9の熱量を減らすことがで
き、第1元圧縮機1の小型化(ピストン押し退け量の低
減)と省エネルギ化を図ることができる。
る。この実施例でも、第2元圧縮機10で圧縮した吐出
ガスを、従来の方法で冷却したあとに、デ・スーパーヒ
ータ7に導く。第1元側の凝縮器2で液化した冷媒を膨
脹弁3で減圧し、中間冷却器4のコイル4aに導き、低
段用冷媒を過冷却させるためにガス化した(一部液を含
む)冷媒を、デ・スーパーヒータ7に送り、第2元側の
吐出ガスと熱交換させる。蒸発した第1元側の冷媒は、
第1元圧縮機1の高段の吸入管に導く。
る。第2元圧縮機10で圧縮した吐出ガスを、従来の方
法で冷却したあとに、デ・スーパーヒータ7に導く。第
1元側の凝縮器2で液化した冷媒を膨脹弁6で減圧し、
デ・スーパーヒータ7に送り、第2元側の吐出ガスと熱
交換させる。蒸発した(一部液を含む)冷媒を、中間冷
却器4のコイル4aに導き熱交換させる。蒸発した第1
元側の冷媒は、第1元圧縮機1の高段の吸入管に導く。
0Kcal/hとして、第1元圧縮機1の冷媒循環量を
従来方式と本発明による方式とで比較する。図4に、第
1元側の冷凍機のモリエル線図を示す。この図で、Aは
第1元圧縮機1にレシプロタイプを用いた場合を示し、
Bはスクリュタイプを用いた場合を示す。図5に、第2
元側の冷凍機のモリエル線図を示す。
冷却する従来方式では、 低段冷媒循環量=10,000Kcal/h/46.53Kca
l/Kg =214.9Kg/h 過冷却熱量=214.9Kg/h×(112.77−9
8.59)Kcal/Kg =3,047Kcal/h 過冷却するために蒸発する冷媒量=3047Kcal/h/
35.68Kcal/Kg =85.4Kg/h よって低段圧縮量=214.9Kg/h 中段圧縮量=214.9+85.4=300.3Kg/h 一方、本発明による方式では、凝縮過程のエンタルピ差
60.095Kcal/Kgのうちデ・スーパーヒータ7の冷
却分は6Kcal/Kgで1割にあたるため、熱量10,00
0Kcal/hの内訳は、 カスケードコンデンサ熱量=9,000Kcal/h デ・スーパーヒータ熱量=1,000Kcal/hとなる。 低段冷媒循環量=9,000Kcal/h/46.53Kcal
/Kg =193.4Kg/h 過冷却熱量=193.4Kg/h×(112.77−9
8.59)Kcal/Kg =2742Kcal/h 過冷却するために蒸発する冷媒量=2,742Kcal/h
/35.68Kcal/Kg =76.9Kg/h デ・スーパーヒータで蒸発する冷媒量 =1,000Kcal/h/35.68Kcal/Kg =28.0Kg/h よって低段圧縮量=193.4Kg/h 中段圧縮量=193.4+76.9+28.0=28
8.3Kg/h このように、本発明による方式によれば、第1元圧縮機
1の動力およびピストン押し退け量を、表1に示すよう
に約7%低減することができる。
に、第2元冷凍機にR13またはR503の代替え冷媒
としてHFC23を使用する際、第1元側の凝縮器で液
化した冷媒を膨脹弁で高段圧縮機の吸入圧力まで減圧
し、第2元側の吐出ガスと吐出ガス冷却器において熱交
換するようにしているので、カスケードコンデンサの熱
量を減らすことができ、第1元圧縮機の小形化と省エネ
ルギ化を図ることができる。
統図。
図。
系統図。
Claims (1)
- 【請求項1】複数台の冷凍機を凝縮器をなすカスケード
コンデンサで多段に連結した多元冷凍装置において、低
元側圧縮機の吐出側とカスケードコンデンサの入口との
間に、低元側圧縮機からの吐出ガスを予冷却する吐出ガ
ス冷却器を設け、 高元側圧縮機を低段圧縮機と高段圧
縮機からなる二段圧縮機で構成し、この高段圧縮機から
吐出される冷媒を凝縮器で液化したあとに膨脹弁で高段
圧縮機の吸入圧力まで減圧し、上記吐出ガス冷却器のコ
イルに導いて低元側吐出ガスと熱交換させることを特徴
とする多元冷凍装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP29738393A JP2816525B2 (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 多元冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29738393A JP2816525B2 (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 多元冷凍装置 |
Publications (2)
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| JPH07127934A JPH07127934A (ja) | 1995-05-19 |
| JP2816525B2 true JP2816525B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=17845784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29738393A Expired - Fee Related JP2816525B2 (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 多元冷凍装置 |
Country Status (1)
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Families Citing this family (4)
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| KR100897131B1 (ko) * | 2008-03-05 | 2009-05-14 | 유인석 | 한냉지용 중압 2원사이클 냉난방 히트펌프 시스템 |
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1993
- 1993-11-02 JP JP29738393A patent/JP2816525B2/ja not_active Expired - Fee Related
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