JPH0659770U - 多元冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】効率よく短時間でデフロストを行なえるように
する。 【構成】高元圧縮機１の吐出側を中途部に電磁弁１３を
設けたホットガス供給管１４によって低元側の冷却器８
のドレンパン昇温コイル１５ａ、この冷却器８の加熱コ
イル１６に接続し、加熱コイル１６の出口をデフロスト
熱交換器１８を介して高元圧縮機１の吸入側に接続し、
低元圧縮機５の吐出側を中途部に電磁弁１９を設けたホ
ットガス供給管２０によって冷却器８の冷却コイル８ａ
入口に接続し、低元および高元側の圧縮機１、５から吐
出されるホットガスにより冷却器８の除霜を行なえるよ
うにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、複数台の冷凍機を多段に接続した多元冷凍装置に関し、特に効率的 なデフロストを行なえるように改善したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】

最近、マグロなどの鮮魚の冷凍保存温度は、−６０〜−７０℃という低い温度 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場合多元冷凍 装置が用いられる。 この多元冷凍装置では、高元側冷凍機の凝縮器を冷却水によって冷却するとと 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 を凝縮する凝縮器に接続し、複数台の冷凍機を熱交換器によって連結することに より、低元側の冷却器によって冷凍庫などの熱負荷を低い温度に冷却できるよう になっている。

【０００３】 ところで、このような多元冷凍装置では冷却器の除霜を電気ヒータや散水デフ ロストで行なうのが主流であり、ホットガスデフロストを用いて行なう場合でも 、冷却に寄与している低元側の冷媒の熱源によってのみ行なわれていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、このように低元側の冷媒（フロン１３、フロン２３またはその他の 冷媒）の熱源によってのみデフロストを行なうと、低元側の冷媒の性質上、冷媒 の顕熱部分のみしか利用できないため、特に大型の冷却器を使用する装置では、 デフロスト不良やデフロスト時間が多くかかるなどの問題が生じる。

【０００５】 これは、つぎのような理由によるものである。図３に、低元側冷凍機と高元側 冷凍機を用いた二元冷凍方式におけるモリエル線図を示すように、デフロストの 熱源として利用できる低元側の冷媒状態の部分（一点鎖線で示す）は、線図上Ａ 〜Ｂ部分であり、冷媒の全凝縮熱量のうち顕熱部のみであることが分かる。なぜ なら、たとえばフロン２３（Ｒ−２３）を低元側冷媒とした場合の凝縮温度は− ２６℃であり、霜の融解温度の０℃より低いため、図中のＡ点以下は利用できな い。

【０００６】 また、Ａ点（＋１０℃）までの冷媒の顕熱を利用しようと設計しても、霜の付 き具合などの負荷変動の要因でＡ点がＦ点側にずれる場合があり、温度がマイナ ス側となることで、デフロスト不良を招きやすくなる。

【０００７】 また、低元側冷媒凝縮熱量の全量Ｉ１（６１Kcal/kg）に対して１８％の凝縮 熱量Ｉ２（１１Kcal/kg）しか利用できないため、デフロスト時間が長くかかる ようになる。

【０００８】 本考案は、このような従来の技術が有する課題を解決するために提案されたも のであり、効率よく短時間でデフロストを行なえるようにした多元冷凍装置を提 供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

この目的を達成するために本考案は、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、高元側の圧縮機の吐出側 を中途部に電磁弁を設けたホットガス供給管によって最低元側の冷却器に接続し 、高元側の圧縮機から吐出されるホットガスによりこの冷却器の除霜を行なえる ように構成してある。

【００１０】 また、本考案では高元側の圧縮機の吐出側を中途部に電磁弁を設けたホットガ ス供給管によって最低元側の冷却器のドレンパン昇温コイル、この冷却器の加熱 コイルに接続し、この加熱コイルの出口をデフロスト熱交換器を介して高元側の 圧縮機の吸入側に接続し、最低元側の圧縮機の吐出側を中途部に電磁弁を設けた ホットガス供給管によって冷却器の冷却コイル入口に接続し、最低元および高元 側の圧縮機から吐出されるホットガスにより冷却器の除霜を行なえるように構成 してある。

【００１１】

【作用】

高元側冷媒の熱源をデフロストに利用する場合、図３のモリエル線図に示され るようにａ点からｄ点までの凝縮熱量のすべてを利用することができる。たとえ ば冷媒にフロン５０２（Ｒ−５０２）を用いる場合、３３Kcal/kgの冷媒凝縮熱 量Ｉ３を利用できるようになる。

【００１２】 低元側と高元側の冷媒循環量の比率は、その運転状態やカスケードコンデンサ の大きさなどで変化するが、図３の状態では冷媒循環量の比率は概ねつぎのよう になる。 高元側：低元側＝２６５：１００ これから低元側の冷媒熱量のみを利用する場合と比較すると、デフロストに高 元側冷媒の熱量を利用した場合約７．９倍、低元側冷媒の熱量も併用すると約８ ．９倍の熱量が得られるようになる。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案による多元冷凍装置の具体的な実施例を図面に基づき詳細に説明 する。 図１の系統図に、二元冷凍方式として構成された多元冷凍装置の一実施例を示 す。この図で、高元側の高元圧縮機１から延びる吐出管は、水冷凝縮器２に接続 され、この凝縮器２の出口が膨脹弁３を介してカスケードコンデンサ４の蒸発コ イル４ａに接続される。この蒸発コイル４ａの出口は、吸入管によって高元圧縮 機１に接続される。

【００１４】 また、低元側の低元圧縮機５の吐出管は、油分離器６を介してカスケードコン デンサ４に接続され、このコンデンサ４の出口が膨脹弁７を介して冷却器８の冷 却コイル８ａに接続される。この冷却コイル８ａの出口は、液分離器９、吸入圧 力調整弁１０を介して吸入管により低元圧縮機５に接続される。なお、１１、１ ２は圧力保護容器である。

【００１５】 つぎに、デフロスト用の接続系統を説明する。高元圧縮機１の吐出口は、中途 部に高元側ホットガス供給電磁弁１３を設けた高元側ホットガス供給管１４によ って、冷却器８のドレンパン１５内に設置されたドレンパン昇温コイル１５ａに 接続され、このコイル１５ａの出口が冷却コイル８ａを包むように冷却器８内に 設置された加熱コイル１６に接続される。この加熱コイル１６の出口は、冷媒流 量調整弁１７を介してデフロスト空気熱交換器１８に接続される。この熱交換器 １８の出口は、高元圧縮機１の吸入管に接続される。熱交換器１８を空気式では ない他の方式により構成してもよい。

【００１６】 また、低元圧縮機５の吐出側の油分離器６の出口は、中途部に低元側ホットガ ス供給電磁弁１９を設けた低元側ホットガス供給管２０によって冷却コイル８ａ の入口に接続される。

【００１７】 このように構成される多元冷凍装置Ｕ１では、冷凍運転時に高元圧縮機１から のガス冷媒が凝縮器２で冷却水によって凝縮され、この凝縮器２を出た液冷媒が 膨脹弁３を介してカスケードコンデンサ４のコイル４ａに送られることで、この コイル４ａ内で蒸発する。この蒸発作用により低元圧縮機５からのガス冷媒が凝 縮され、液化した冷媒が膨脹弁７を介して冷却コイル８ａに送られることで、冷 却器８により冷凍倉庫Ｎなどの熱負荷の冷却が行なわれる。

【００１８】 一方、デフロスト時は冷媒の流れを矢印で示すように高元圧縮機１を出たホッ トガス冷媒が、電磁弁１３とホットガス供給管１４を通ってドレンパン昇温コイ ル１５ａに入りドレンパン１５を暖めたあと、加熱コイル１６に送られる。これ により、通常これらの部分が１０℃から１５℃まで昇温されて霜取りが行なわれ る。このデフロスト時に凝縮した冷媒液は、加熱コイル１６を出たあとに冷媒流 量調整弁１７によって減圧され、デフロスト空気熱交換器１８に供給される。こ の熱交換器１８で蒸発しガス化した冷媒は、吸入管によって高元圧縮機１に戻さ れる。

【００１９】 また、低元圧縮機５を出たホットガス冷媒は、電磁弁１９とホットガス供給管 ２０を通って冷却コイル８ａに送られる。これにより、この冷却コイル８ａ部分 が約１０℃程度まで暖められて霜取りが行なわれる。冷却コイル８ａを出た冷媒 は液分離器９を介して低元圧縮機５に戻される。

【００２０】 ここで、１回のデフロストサイクルに１５分程度の時間が割り振られていた場 合、前半の約１０分間では高元圧縮機１からのホットガス冷媒を冷却器８に送っ て除霜を行ない、後半の約５分間では低元圧縮機５および高元圧縮機１からのホ ットガス冷媒をともに冷却器８に送って除霜を行なうことにより、冷却器８のデ フロストを短時間で効率よく行なうことができる。

【００２１】 つぎに、図２に示す他の実施例を説明する。この実施例では、高元圧縮機１か らのホットガスだけで冷却器８の除霜を行なう構成となっており、低元圧縮機５ と冷却コイル８ａとを接続するホットガス供給管２０が省かれている。

【００２２】 なお、本考案は二元冷凍装置に限定されず、低元冷凍機、中元冷凍機および高 元冷凍機から構成される三元冷凍装置にも適用できる。

【００２３】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、デフロストに凝縮温度が高温（たとえば ＋４０℃）である高元側冷媒の熱源を利用できるため、デフロスト不良が起こら ず、良好に冷却器の霜取りを行なえる。 また、高元側冷媒の熱量を利用し、さらに低元側冷媒の凝縮熱量のうち顕熱部 分を併用すると、従来に比べて大きな熱量を確保することができ、大幅にデフロ スト時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による多元冷凍装置の一実施例を示す系
統図。

【図２】他の実施例の多元冷凍装置を示す系統図。

【図３】二元冷凍方式における冷媒状態を示すモリエル
線図。

【符号の説明】

１ 高元圧縮機 ２ 水冷凝縮器 ３、７ 膨脹弁 ４ カスケードコンデンサ ４ａ 蒸発コイル ５ 低元圧縮機 ６ 油分離器 ８ 冷却器 ８ａ 冷却コイル ９ 液分離器 １０ 吸入圧調整弁 １１、１２ 圧力保護容器 １３ 高元側ホットガス供給用電磁弁 １４ 高元側ホットガス供給管 １５ ドレンパン １５ａ ドレンパン昇温コイル １６ 加熱コイル １７ 冷媒流量調整弁 １８ デフロスト空気熱交換器 １９ 低元側ホットガス供給用電磁弁 ２０ 低元側ホットガス供給管

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
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、高
   元側の圧縮機の吐出側を中途部に電磁弁を設けたホット
   ガス供給管によって最低元側の冷却器に接続し、高元側
   の圧縮機から吐出されるホットガスによりこの冷却器の
   除霜を行なえるようにしたことを特徴とする多元冷凍装
   置。
2. 【請求項２】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、高
   元側の圧縮機の吐出側を中途部に電磁弁を設けたホット
   ガス供給管によって最低元側の冷却器のドレンパン昇温
   コイル、この冷却器の加熱コイルに接続し、この加熱コ
   イルの出口をデフロスト熱交換器を介して高元側の圧縮
   機の吸入側に接続し、最低元の圧縮機の吐出側を中途部
   に電磁弁を設けたホットガス供給管によって冷却器の冷
   却コイル入口に接続し、最低元および高元側の圧縮機か
   ら吐出されるホットガスにより冷却器の除霜を行なえる
   ようにしたことを特徴とする多元冷凍装置。