WO2024202168A1 - Refrigeration system - Google Patents
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- WO2024202168A1 WO2024202168A1 PCT/JP2023/039239 JP2023039239W WO2024202168A1 WO 2024202168 A1 WO2024202168 A1 WO 2024202168A1 JP 2023039239 W JP2023039239 W JP 2023039239W WO 2024202168 A1 WO2024202168 A1 WO 2024202168A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
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- F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
- F25B1/10—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with multi-stage compression
Definitions
- Patent Document 1 discloses a refrigeration system that uses ammonia as a primary refrigerant and CO2 brine as a secondary refrigerant to air-condition each room of a building and to refrigerate a freezer or the like.
- the refrigeration device described in Patent Document 1 is provided with a dedicated brine supply device and ammonia refrigeration device for each cooling object, so if a malfunction occurs in these devices, there is a risk that the malfunctioning device will not be able to cool the cooling object it is responsible for. For this reason, due to its structure, it may be difficult to ensure the stability of the refrigeration device described in Patent Document 1.
- At least one embodiment of the present disclosure aims to provide a refrigeration system that can easily ensure the stability of the refrigeration system.
- a refrigeration system includes: a first refrigeration circuit for circulating a first heat medium; a first condenser provided in the first refrigeration circuit and configured to be capable of transferring thermal energy of the first heat medium to a second heat medium; and a first evaporator provided in the first refrigeration circuit and configured to be capable of transferring cold energy of the first heat medium to a third heat medium; a first exhaust heat recovery line through which the second heat medium flows, the first exhaust heat recovery line being connected to the first condenser of each of the plurality of first refrigeration devices so as to be capable of flowing the second heat medium; a first refrigeration recovery circuit for circulating the third heat medium, the first refrigeration recovery circuit being connected to the first evaporator of each of the plurality of first refrigeration devices so as to be capable of flowing the third heat medium; Another refrigeration device different from the plurality of first refrigeration devices; The system further includes a second exhaust heat recovery line through which a heat medium flows to recover thermal energy from the other refrigeration device, the second exhaust heat recovery line being connected
- At least one embodiment of the present disclosure provides a refrigeration system that can easily ensure the stability of the refrigeration system.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic circuit of a refrigeration system according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic circuit of a refrigeration system according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic circuit of a refrigeration system according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a circuit of the first refrigeration device illustrated in FIGS. 1 to 3.
- FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a circuit of the second refrigeration unit illustrated in FIG. 1 .
- FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a circuit of the second refrigeration device illustrated in FIGS. 2 and 3.
- FIG. 1 is a schematic perspective view of a refrigeration system according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic circuit of a refrigeration system according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic circuit of a refrigeration system according to an embodiment of the
- FIG. 2 is a schematic perspective view of a refrigeration system according to a comparative example.
- 1 is a schematic perspective view of a refrigeration system in an intermediate state when converting a refrigeration system according to a comparative example to a refrigeration system according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 1 is a schematic perspective view of a refrigeration system in an intermediate state when converting a refrigeration system according to a comparative example to a refrigeration system according to an embodiment of the present disclosure.
- the upstream side when simply referring to the upstream side, it refers to the upstream side along the main flow direction of the fluid in the part or area to which the directional description applies.
- the downstream side when simply referring to the downstream side, it refers to the downstream side along the main flow direction of the fluid in the part or area to which the directional description applies.
- FIG. 1 to 3 Each of Figures 1 to 3 is a diagram that typically illustrates a circuit of a refrigeration system 1 according to an embodiment of the present disclosure.
- Figure 4 is a diagram that typically illustrates an example of a circuit of a first refrigeration device 20 illustrated in Figures 1 to 3.
- the refrigeration system 1 includes a plurality of first refrigeration devices 20, a first exhaust heat recovery line 3, and a first cold energy recovery circuit 4.
- each of the multiple first refrigeration devices 20 includes at least a first refrigeration circuit 21 that circulates a first heat medium, and a first condenser 22 and a first evaporator 23 provided in the first refrigeration circuit 21. As shown in Figure 4, each of the multiple first refrigeration devices 20 further includes a first compressor 24 and a first expander 25 provided in the first refrigeration circuit 21.
- the first refrigeration circuit 21 is made up of a circulation system configured to circulate the first heat medium, and constitutes a refrigeration cycle using the first heat medium as a working medium.
- the first compressor 24 is disposed downstream of the first evaporator 23 and upstream of the first condenser 22 in the flow direction of the first heat medium.
- the first compressor 24 is configured to boost the pressure of the first heat medium guided from the first evaporator 23.
- the first heat medium boosted by the first compressor 24 is guided to the first condenser 22.
- the first compressor 24 may be an electric compressor configured to be driven by power supplied from a power source (not shown).
- the first expander 25 is disposed downstream of the first condenser 22 and upstream of the first evaporator 23 in the flow direction of the first heat medium.
- the first expander 25 is configured to expand the first heat medium guided from the first condenser 22.
- the first heat medium expanded by the first expander 25 is guided to the first evaporator 23.
- the first expander 25 may be an expansion valve, as shown in FIG. 4.
- the first condenser 22 is configured to be capable of transferring thermal energy of the first heat medium to the second heat medium.
- heat exchange is performed between the first heat medium flowing through the first condenser 22 and the second heat medium flowing through the first condenser 22, and exhaust heat generated in the first refrigeration circuit 21 is recovered by the second heat medium. Due to the heat exchange in the first condenser 22, the first heat medium flowing through the first condenser 22 is cooled by the second heat medium flowing through the first condenser 22 and condensed.
- the first exhaust heat recovery line 3 forms a flow path for circulating the second heat medium, and is formed by, for example, piping.
- the first exhaust heat recovery line 3 is connected to each of the first condensers 22 of the multiple first refrigeration devices 20 so as to be able to circulate the second heat medium.
- the first exhaust heat recovery line 3 includes a second heat medium introduction line 31 for guiding the second heat medium to the first condenser 22 of each of the multiple first refrigeration devices 20, and a second heat medium discharge line 32 for discharging the second heat medium from the first condenser 22 of each of the multiple first refrigeration devices 20.
- the second heat medium introduction line 31 includes an introduction side main pipe 311 and a plurality of introduction side branch pipes 312. One end of each of the plurality of introduction side branch pipes 312 is connected to the introduction side main pipe 311 so as to be able to flow the second heat medium, and the other end is connected to the corresponding first condenser 22 so as to be able to flow the second heat medium.
- the second heat medium is guided from the introduction side main pipe 311 to each first condenser 22 via the introduction side branch pipe 312 corresponding to each first condenser 22.
- the second heat medium discharge line 32 includes a discharge side main pipe 321 and a plurality of discharge side branch pipes 322.
- One end of each of the plurality of discharge side branch pipes 322 is connected to the discharge side main pipe 321 so as to be able to flow the second heat medium, and the other end is connected to the corresponding first condenser 22 so as to be able to flow the second heat medium.
- the second heat medium is guided from each first condenser 22 to the discharge side main pipe 321 via the corresponding discharge side branch pipe 322.
- the refrigeration system 1 further includes at least one (in the illustrated example, a plurality of) cooling devices 33 connected to the downstream end of the second heat medium discharge line 32 and configured to cool the second heat medium.
- the first exhaust heat recovery line 3 forms a flow path for circulating the first heat medium
- the plurality of cooling devices 33 are connected to the upstream end of the second heat medium introduction line 31.
- the plurality of cooling devices 33 may be arranged in series or in parallel between the downstream end of the second heat medium discharge line 32 and the upstream end of the second heat medium introduction line 31.
- the plurality of cooling devices 33 may be, for example, an exhaust heat recovery device 33A configured to perform heat exchange between the second heat medium and a heat medium having a lower temperature than the second heat medium and recover the thermal energy of the second heat medium, or a cooler 33B configured to perform heat exchange between the second heat medium and outside air or a coolant having a lower temperature than the second heat medium and cool the second heat medium.
- an exhaust heat recovery device 33A configured to perform heat exchange between the second heat medium and a heat medium having a lower temperature than the second heat medium and recover the thermal energy of the second heat medium
- a cooler 33B configured to perform heat exchange between the second heat medium and outside air or a coolant having a lower temperature than the second heat medium and cool the second heat medium.
- each of the multiple first refrigeration devices 20 is connected to a common first exhaust heat recovery line 3, by providing an exhaust heat recovery device 33A on the first exhaust heat recovery line 3, the exhaust heat recovery device 33A can collectively recover the exhaust heat discharged from the multiple first refrigeration devices 20, making exhaust heat recovery easy.
- the exhaust heat recovered by the exhaust heat recovery device 33A can be used as a heat source for equipment external to the refrigeration system 1, such as a heat pump.
- a pump (booster) 34 for boosting the pressure of the first heat medium is provided upstream of the connection position of the most upstream inlet branch pipe 312 in the second heat medium inlet line 31.
- the first evaporator 23 is configured to be capable of transferring cold energy of the first heat medium to the third heat medium.
- heat exchange is performed between the first heat medium flowing through the first evaporator 23 and the third heat medium flowing through the first evaporator 23, and the cold generated in the first refrigeration circuit 21 is recovered by the third heat medium. Due to the heat exchange in the first evaporator 23, the first heat medium flowing through the first evaporator 23 is heated by the third heat medium flowing through the first evaporator 23 and evaporated.
- the first cold energy recovery circuit 4 forms a flow path for circulating the third heat medium, and is formed by, for example, piping.
- the first refrigeration recovery circuit 4 is connected to the first evaporator 23 of each of the first refrigeration devices 20 so as to be able to circulate the third heat medium.
- the first refrigeration recovery circuit 4 is configured to store the third heat medium.
- a third heat medium introduction line 42 for introducing the third heat medium from the third heat medium storage tank 41 to the first evaporator 23 of each of the plurality of first refrigeration devices 20; and a third heat medium return line 43 for returning the third heat medium from the first evaporator 23 of each of the plurality of first refrigeration devices 20 to the third heat medium storage tank 41.
- the third heat medium introduction line 42 includes an inlet side main pipe 421, one end of which is connected to the liquid phase of the third heat medium storage tank 41 so as to be able to flow the liquid third heat medium, and a plurality of inlet side branch pipes 422.
- Each of the plurality of inlet side branch pipes 422 has one end connected to the inlet side main pipe 421 so as to be able to flow the third heat medium, and the other end connected to the corresponding first evaporator 23 so as to be able to flow the third heat medium.
- the third heat medium introduced from the third heat medium storage tank 41 to the inlet side main pipe 421 is introduced from the inlet side main pipe 421 to each first evaporator 23 via the inlet side branch pipes 422 corresponding to each first evaporator 23.
- the third heat medium return line 43 includes a discharge side main pipe 431, one end of which is connected to the third heat medium storage tank 41 so as to be able to flow the third heat medium, and a plurality of discharge side branch pipes 432.
- Each of the plurality of discharge side branch pipes 432 has one end connected to the discharge side main pipe 431 so as to be able to flow the third heat medium, and the other end connected to the corresponding first evaporator 23 so as to be able to flow the third heat medium.
- the third heat medium is led from each first evaporator 23 to the discharge side main pipe 431 via the corresponding discharge side branch pipe 432, and then led from the discharge side main pipe 431 to the third heat medium storage tank 41.
- the refrigeration system 1 is provided in a first cold heat recovery circuit 4, and performs heat exchange between a gas to be cooled and a third heat medium to cool the gas to be cooled.
- the plurality of first cold-side heat exchangers 44 (441, 442) are provided. Each of these is disposed upstream of the connection position of the most upstream inlet branch pipe 422 in the third heat medium inlet line 42 .
- a third heat medium that has recovered cold energy from each of the first refrigeration devices 20 is introduced into each of the multiple first cold side heat exchangers 44, and the gas to be cooled is cooled by the third heat medium.
- the gas to be cooled by the first cold side heat exchanger 44 may be a gas such as air present in the space to be cooled (e.g., inside the refrigerator), or may be a heat medium that exchanges heat with the gas.
- the space to be cooled is cooled by cooling the gas to be cooled by the first cold side heat exchanger 44.
- Each of the multiple first cold side heat exchangers 44 is preferably arranged in parallel in order to introduce a relatively low-temperature third heat medium to each of the first cold side heat exchangers 44. Note that each of the multiple first cold side heat exchangers 44 may be arranged in series.
- a pump (booster) 45 for boosting the pressure of the third heat medium is provided upstream of the first cold-side heat exchanger 44, which is the most upstream heat medium in the third heat medium introduction line 42.
- the multiple first refrigeration devices 20 in which the first exhaust heat recovery line 3 is connected to the first condenser 22 and the first cold heat recovery circuit 4 is connected to the first evaporator 23 are collectively defined as the first refrigeration device group 2.
- the objects to be cooled in the first refrigeration device group 2 are cooled by the cold energy generated collectively by the first refrigeration device group 2.
- each of the multiple first refrigeration devices 20 belonging to the first refrigeration device group 2 has a standardized structure and components that conform to the same standards.
- the refrigeration capacity of the first refrigeration device group 2 can be increased or decreased in stages by increasing or decreasing the number of operating units of the multiple first refrigeration devices 20, making it easier to control the operation of the first refrigeration device group 2.
- the first refrigeration devices 20 belonging to the first refrigeration device group 2 can be placed at a location separate from the other first refrigeration devices 20.
- the multiple first refrigeration devices 20 belonging to the first refrigeration device group 2 can be placed in a centralized or distributed arrangement.
- the refrigeration system 1 includes another refrigeration device 11 different from the multiple first refrigeration devices 20 belonging to the first refrigeration device group 2 described above, and a second exhaust heat recovery line 12 through which a heat medium flows to recover thermal energy from the other refrigeration device 11, the second exhaust heat recovery line 12 being connected to at least one of the first cold heat recovery circuit 4 or the first exhaust heat recovery line 3 so that the heat medium can flow through it.
- each of the multiple first refrigeration devices 20 is connected to a common first exhaust heat recovery line 3 and a common first cold heat recovery circuit 4. Therefore, even if one first refrigeration device 20 stops due to a malfunction or the like, the refrigeration system 1 can be operated continuously by operating the other first refrigeration devices 20. Furthermore, the refrigeration system 1 can be restored to its original state simply by replacing only the malfunctioning first refrigeration device 20 with a new first refrigeration device 20. Such a refrigeration system 1 can easily ensure the stability of the refrigeration system 1.
- the other refrigeration devices 11 are connected to at least one of the first cold heat recovery circuit 4 or the first exhaust heat recovery line 3 via the second exhaust heat recovery line 12, so that cold energy can be generated by the multiple first refrigeration devices 20 and the other refrigeration devices 11, and the refrigeration system 1 including the multiple first refrigeration devices 20 and the other refrigeration devices 11 can be prevented from becoming large and complicated.
- Such a refrigeration system 1 has excellent scalability in the cooling capacity of the first refrigeration device group 2, can accommodate cooling targets of various sizes, and can flexibly increase or decrease the number and cooling capacity of the first refrigeration device group 2 according to the size of the cooling target.
- the other refrigeration device 11 described above includes at least a plurality of second refrigeration devices 50, and the refrigeration system 1 described above further includes a second cold energy recovery circuit 6.
- FIG. 5 is a diagram showing an example of the circuit of the second refrigeration device 50 shown in FIG. 1.
- FIG. 6 is a diagram showing an example of the circuit of the second refrigeration device 50 shown in FIG. 2 to FIG. 3.
- each of the second refrigeration devices 50 includes at least a second refrigeration circuit 51 that circulates a fourth heat medium, and a second condenser 52 and a second evaporator 53 provided in the second refrigeration circuit 51.
- each of the second refrigeration devices 50 further includes a second compressor 54 and a second expander 55 provided in the second refrigeration circuit 51.
- the second refrigeration circuit 51 is composed of a circulation system configured to circulate the fourth heat medium, and constitutes a refrigeration cycle using the fourth heat medium as a working medium.
- the second compressor 54 is disposed downstream of the second evaporator 53 and upstream of the second condenser 52 in the flow direction of the fourth heat medium.
- the second compressor 54 is configured to boost the pressure of the fourth heat medium guided from the second evaporator 53.
- the fourth heat medium boosted by the second compressor 54 is guided to the second condenser 52.
- the second compressor 54 may be an electric compressor configured to be driven by power supplied from a power source (not shown).
- the second expander 55 is disposed downstream of the second condenser 52 and upstream of the second evaporator 53 in the flow direction of the fourth heat medium.
- the second expander 55 is configured to expand the fourth heat medium guided from the second condenser 52.
- the fourth heat medium expanded by the second expander 55 is guided to the second evaporator 53.
- the second expander 55 may be an expansion valve, as shown in FIG. 5.
- the second condenser 52 is configured to be able to transfer the thermal energy of the fourth heat medium to the second exhaust heat medium.
- the second exhaust heat recovery line 12 is connected to the first cold heat recovery circuit 4, so the third heat medium is the second exhaust heat medium.
- the second exhaust heat recovery line 12 is connected to the first exhaust heat recovery line 3, so the second heat medium is the second exhaust heat medium.
- the second exhaust heat recovery line 12 is selectively connected to both the first cold heat recovery circuit 4 and the first exhaust heat recovery line 3, so the second heat medium and the third heat medium, which are the same type of heat medium, are the second exhaust heat medium.
- the second condenser 52 heat exchange takes place between the fourth heat medium flowing through the second condenser 52 and the second heat medium for exhaust heat flowing through the second condenser 52, and the exhaust heat generated in the second refrigeration circuit 51 is recovered by the second heat medium for exhaust heat. Due to the heat exchange in the second condenser 52, the fourth heat medium flowing through the second condenser 52 is cooled by the second heat medium for exhaust heat flowing through the second condenser 52 and condenses.
- the second exhaust heat recovery line 12 forms a flow path for circulating the second exhaust heat medium, and is formed by, for example, piping.
- the second exhaust heat recovery line 12 is connected to each of the second condensers 52 of the multiple second refrigeration devices 50 so that the second exhaust heat medium can flow through it.
- the second exhaust heat recovery line 12 includes a second exhaust heat medium introduction line 13 for guiding the second exhaust heat medium to the second condenser 52 of each of the multiple second refrigeration devices 50, and a second exhaust heat medium discharge line 14 for discharging the second exhaust heat medium from the second condenser 52 of each of the multiple second refrigeration devices 50.
- the second waste heat heat medium inlet line 13 includes an inlet side main pipe 131 and a plurality of inlet side branch pipes 132.
- One end of each of the plurality of inlet side branch pipes 132 is connected to the inlet side main pipe 131 so as to be able to flow the second waste heat heat medium, and the other end is connected to the corresponding second condenser 52 so as to be able to flow the second waste heat heat medium.
- the second waste heat heat medium is led from the inlet side main pipe 131 to each second condenser 52 via the inlet side branch pipe 132 corresponding to each second condenser 52.
- the second heat exhaust medium discharge line 14 includes a discharge side main pipe 141 and a plurality of discharge side branch pipes 142.
- One end of each of the plurality of discharge side branch pipes 142 is connected to the discharge side main pipe 141 so as to be able to flow the second heat exhaust medium, and the other end is connected to the corresponding second condenser 52 so as to be able to flow the second heat exhaust medium.
- the second heat exhaust medium is led from each second condenser 52 to the discharge side main pipe 141 via the corresponding discharge side branch pipe 142.
- the second evaporator 53 is configured to be capable of transferring cold energy of the fourth heat medium to the fifth heat medium.
- heat exchange is performed between the fourth heat medium flowing through the second evaporator 53 and the fifth heat medium flowing through the second evaporator 53, and the cold generated in the second refrigeration circuit 51 is recovered by the fifth heat medium.
- the fourth heat medium flowing through the second evaporator 53 is heated by the fifth heat medium flowing through the second evaporator 53 and evaporates.
- the second cold energy recovery circuit 6 forms a flow path for circulating the fifth heat medium, and is formed by, for example, piping.
- the second refrigeration device 50 includes a second evaporator 53 connected to the second refrigeration device 50 so as to allow a fifth heat medium to flow therethrough.
- the second refrigeration recovery circuit 6 is configured to store the fifth heat medium. a fifth heat medium storage tank 61 and a fifth heat medium introduction line 62 for introducing the fifth heat medium from the fifth heat medium storage tank 61 to the second evaporator 53 of each of the plurality of second refrigeration devices 50. and a fifth heat medium return line 63 for returning the fifth heat medium from the second evaporator 53 of each of the plurality of second refrigeration devices 50 to the fifth heat medium storage tank 61.
- the fifth heat medium introduction line 62 includes an inlet side main pipe 621, one end of which is connected to the liquid phase of the fifth heat medium storage tank 61 so as to be able to flow the liquid fifth heat medium, and a plurality of inlet side branch pipes 622.
- Each of the plurality of inlet side branch pipes 622 has one end connected to the inlet side main pipe 621 so as to be able to flow the fifth heat medium, and the other end connected to the corresponding second evaporator 53 so as to be able to flow the fifth heat medium.
- the fifth heat medium introduced from the fifth heat medium storage tank 61 to the inlet side main pipe 621 is introduced from the inlet side main pipe 621 to each second evaporator 53 via the inlet side branch pipes 622 corresponding to each second evaporator 53.
- the fifth heat medium return line 63 includes a discharge side main pipe 631, one end of which is connected to the fifth heat medium storage tank 61 so as to be able to flow the fifth heat medium, and a plurality of discharge side branch pipes 632.
- Each of the plurality of discharge side branch pipes 632 has one end connected to the discharge side main pipe 631 so as to be able to flow the fifth heat medium, and the other end connected to the corresponding second evaporator 53 so as to be able to flow the fifth heat medium.
- the fifth heat medium is led from each second evaporator 53 to the discharge side main pipe 631 via the corresponding discharge side branch pipe 632, and then led from the discharge side main pipe 631 to the fifth heat medium storage tank 61.
- the refrigeration system 1 is provided in the second cold heat recovery circuit 6, and performs heat exchange between the gas to be cooled and the fifth heat medium to cool the gas to be cooled.
- the second cold side heat exchanger 64 (641, 642) is configured to have at least one second cold side heat exchanger 64 (641, 642). Each of these is disposed upstream of the connection position of the most upstream inlet side branch pipe 622 in the fifth heat medium inlet line 62 .
- the fifth heat medium that recovers cold energy from each of the second refrigeration devices 50 is introduced into each of the multiple second cold side heat exchangers 64, and the gas to be cooled is cooled by the fifth heat medium.
- the gas to be cooled by the second cold side heat exchanger 64 may be a gas such as air present in the space to be cooled (for example, inside a freezer), or may be a heat medium that exchanges heat with the gas.
- the space to be cooled is cooled by cooling the gas to be cooled by the second cold side heat exchanger 64.
- the cooling target of each of the multiple second cold side heat exchangers 64 may be different from the cooling target of each of the multiple first cold side heat exchangers 44, or may be the same.
- each of the multiple second cold side heat exchangers 64 is arranged in parallel in order to introduce a relatively low-temperature fifth heat medium to each of the multiple second cold side heat exchangers 64. Note that each of the multiple second cold side heat exchangers 64 may be arranged in series.
- a pump (booster) 65 for boosting the pressure of the fifth heat medium is provided upstream of the second cold-side heat exchanger 64, which is the most upstream in the fifth heat medium introduction line 62.
- each of the multiple second refrigeration devices 50 belonging to the second refrigeration device group 5 has a standardized structure and components that conform to the same standards.
- the refrigeration capacity of the second refrigeration device group 5 can be increased or decreased in stages by increasing or decreasing the number of operating units of the multiple second refrigeration devices 50, making it easier to control the operation of the second refrigeration device group 5.
- the second refrigeration devices 50 belonging to the second refrigeration device group 5 can be placed in a location away from the other second refrigeration devices 50 and the first refrigeration device 20.
- the multiple second refrigeration devices 50 belonging to the second refrigeration device group 5 can be placed in a centralized or distributed arrangement.
- Each of the multiple second refrigeration devices 50 is configured to suitably handle a temperature zone lower than the temperature zone that each of the multiple first refrigeration devices 20 suits. That is, the first refrigeration devices 20 and the second refrigeration devices 50 have different refrigeration capacity zones.
- each of the multiple first refrigeration devices 20 is configured so that the temperature zone of the third heat medium introduced into the multiple first cold-side heat exchangers 44 is refrigeration (e.g., -10°C or higher and 10°C or lower).
- each of the multiple second refrigeration devices 50 is configured so that the temperature zone of the fifth heat medium introduced into the multiple second cold-side heat exchangers 64 is freezing (e.g., -40°C or higher and -20°C or lower).
- the refrigeration system 1 includes the above-mentioned multiple first refrigeration devices 20 and multiple second refrigeration devices 50.
- the efficiency of the refrigeration system 1 can be optimized by selectively operating the first refrigeration devices 20 and the second refrigeration devices 50, which have different refrigeration capacity bands.
- the other refrigeration device 11 described above includes at least a plurality of second refrigeration devices 50, and the refrigeration system 1 described above further includes a second cold heat recovery circuit 6.
- the second exhaust heat recovery line 12 described above is connected to the first cold heat recovery circuit 4 and the second condenser 52 of each of the plurality of second refrigeration devices 50 so as to be able to circulate a third heat medium.
- This allows the third heat medium to be introduced from the third heat medium inlet line 42 to the second waste heat heat medium inlet line 13.
- the second exhaust heat recovery line 12 is connected to the first cold heat recovery circuit 4, so that the exhaust heat discharged from the multiple second refrigeration devices 50 can be collectively recovered in the first cold heat recovery circuit 4.
- the condensation pressure of the second condenser 52 of each of the multiple second refrigeration devices 50 can be kept relatively low, making it easier to maintain the refrigeration capacity of the multiple second refrigeration devices 50 regardless of the outside air temperature.
- the other refrigeration device 11 described above includes at least a plurality of second refrigeration devices 50, and the refrigeration system 1 described above further includes a second cold heat recovery circuit 6.
- the second exhaust heat recovery line 12 described above is connected to the first exhaust heat recovery line 3 and the second condensers 52 of each of the plurality of second refrigeration devices 50 so as to be able to circulate the second heat medium.
- the downstream end of the second heat medium discharge line 14 for exhausting heat i.e., one end of the discharge side main pipe 141, is connected to the second heat medium discharge line 32 at a connection position P4 downstream of the connection position of the most downstream discharge side branch pipe 322 in the second heat medium discharge line 32. This allows the second heat medium to be introduced from the second heat medium discharge line 14 for exhausting heat to the second heat medium discharge line 32.
- the exhaust heat discharged from the multiple second refrigeration devices 50 can be collected together and recovered in the first exhaust heat recovery line 3.
- the refrigeration capacity of the multiple first refrigeration devices 20 can be reduced compared to when the exhaust heat discharged from the multiple second refrigeration devices 50 is collected together and recovered in the first cold heat recovery circuit 4, so the manufacturing cost of the refrigeration system 1 can be reduced.
- the difference in pressure loss between the multiple first refrigeration devices 20 and the difference in pressure loss between the multiple second refrigeration devices 50 can be reduced compared to when the exhaust heat discharged from the multiple second refrigeration devices 50 is collected together and recovered in the first cold heat recovery circuit 4, so the construction of the refrigeration system 1 is easier.
- the other refrigeration device 11 includes at least a plurality of second refrigeration devices 50, and the refrigeration system 1 further includes a second cold heat recovery circuit 6.
- the second heat medium and the third heat medium are made of the same type of heat medium (second exhaust heat medium).
- the second exhaust heat recovery line 12 is connected to the third heat medium inlet line 42 via the first inlet line 81, connected to the second heat medium inlet line 31 via the second inlet line 82, connected to the third heat medium return line 43 via the first exhaust line 83, and connected to the second heat medium exhaust line 32 via the second exhaust line 84.
- the refrigeration system 1 further includes a plurality of flow rate control valves 85, 86, 87, and 88 configured to adjust the flow rate of the heat medium flowing through each of the first inlet line 81, the second inlet line 82, the first exhaust line 83, and the second exhaust line 84.
- one end of the first inlet line 81 is connected to the third heat medium inlet line 42 at the connection position P1 described above.
- One end of the second inlet line 82 is connected to the second heat medium inlet line 31 at the connection position P3 described above.
- the other end of the first inlet line 81 and the other end of the second inlet line 82 are each connected to the upstream end of the second exhaust heat medium inlet line 13, i.e., one end of the inlet side main pipe 131, at the connection position P5.
- one end of the first discharge line 83 is connected to the third heat medium introduction line 42 at the connection position P2 described above.
- One end of the second discharge line 84 is connected to the second heat medium discharge line 32 at the connection position P4 described above.
- the other end of the first discharge line 83 and the other end of the second discharge line 84 are each connected to the downstream end of the second waste heat heat medium discharge line 14, i.e., one end of the discharge side main pipe 141, at the connection position P6.
- the above-mentioned multiple flow rate adjustment valves 85, 86, 87, and 88 are:
- the system includes a flow rate control valve 85 provided in the first inlet line 81, a flow rate control valve 86 provided in the second inlet line 82, a flow rate control valve 87 provided in the first exhaust line 83, and a flow rate control valve 88 provided in the second exhaust line 84.
- These flow rate control valves 85, 86, 87, 88 may be on-off valves whose opening degree can be adjusted to fully closed and fully open, or may be opening degree control valves whose opening degree can be adjusted to fully closed, fully open, and at least one intermediate opening degree between them.
- a three-way valve capable of switching the inlet of the second heat transfer medium to the first inlet line 81 and the second inlet line 82 may be placed at connection position P5.
- a three-way valve capable of switching the outlet of the second heat transfer medium to the first outlet line 83 and the second outlet line 84 may be placed at connection position P6.
- each of the above-mentioned multiple first refrigeration devices 20 further includes an outer frame 26 surrounding the first refrigeration circuit 21, the first condenser 22, the first evaporator 23, the first compressor 24, and the first expander 25, which are the components of the first refrigeration device 20.
- the outer frame 26 is a housing that forms an internal space for accommodating the components of the first refrigeration device 20, but may be a frame body (framework) consisting of a plurality of frames surrounding the components of the first refrigeration device 20.
- the outer frame 26 is formed with an insertion hole 261 through which the inlet side branch pipe 312 connected to the first condenser 22 is inserted, an insertion hole 262 through which the discharge side branch pipe 322 connected to the first condenser 22 is inserted, an insertion hole 263 through which the inlet side branch pipe 422 connected to the first evaporator 23 is inserted, and an insertion hole 264 through which the discharge side branch pipe 432 connected to the first evaporator 23 is inserted.
- each of the plurality of first refrigeration devices 20 described above further includes a controller 27 for controlling the components of the first refrigeration device 20.
- the controller 27 is housed inside the outer frame 26.
- the controller 27 is an electronic control unit for controlling the components of the first refrigeration device 20, and is configured as a microcomputer including a CPU (processor) (not shown), memories such as ROM and RAM, storage devices such as external storage devices, an I/O interface, a communication interface, and the like.
- the controller 27 is configured to control the output of the first compressor 24, for example, so that the temperature of the third heat medium discharged from the first evaporator 23 becomes a target temperature.
- each of the first refrigeration devices 20 may further include a buffer tank 28 provided in the first refrigeration circuit 21 and configured to store the first heat medium.
- the compressor 24 may be a single-stage compressor having a single-stage compression mechanism 241.
- each of the above-mentioned multiple second refrigeration devices 50 further includes an outer frame 56 surrounding the components of the second refrigeration device 50, that is, the second refrigeration circuit 51, the second condenser 52, the second evaporator 53, the second compressor 54, and the second expander 55.
- the outer frame 56 is a housing that forms an internal space that houses the components of the second refrigeration device 50, but may be a frame body (framework) consisting of a plurality of frames that surround the components of the second refrigeration device 50.
- the outer frame 56 is formed with an insertion hole 561 through which the inlet side branch pipe 132 connected to the second condenser 52 is inserted, an insertion hole 562 through which the discharge side branch pipe 142 connected to the second condenser 52 is inserted, an insertion hole 563 through which the inlet side branch pipe 622 connected to the second evaporator 53 is inserted, and an insertion hole 564 through which the discharge side branch pipe 632 connected to the second evaporator 53 is inserted.
- each of the plurality of second refrigeration devices 50 described above further includes a controller 57 for controlling the components of the second refrigeration device 50.
- the controller 57 is housed inside the outer frame 56.
- the controller 57 is an electronic control unit for controlling the components of the second refrigeration device 50, and is configured as a microcomputer including a CPU (processor) (not shown), memories such as ROM and RAM, storage devices such as an external storage device, an I/O interface, a communication interface, and the like.
- the controller 57 is configured to control the output of the second compressor 54, for example, so that the temperature of the fifth heat medium discharged from the second evaporator 53 becomes a target temperature.
- the refrigeration system 1 further includes a general controller 100 connected to each of the controllers 27 of the multiple first refrigeration devices 20 and each of the controllers 57 of the multiple second refrigeration devices 50 so as to be capable of transmitting and receiving electrical signals.
- the general controller 100 is an electronic control unit for controlling the operation of the refrigeration system 1, and is configured as a microcomputer including a CPU (processor) (not shown), memories such as ROM and RAM, storage devices such as external storage devices, an I/O interface, a communication interface, etc.
- the general controller 100 may determine whether to operate or stop each of the multiple first refrigeration devices 20 belonging to the first refrigeration device group 2 and the multiple second refrigeration devices 50 belonging to the second refrigeration device group 5, and may transmit an operation signal indicating whether to operate or not to the controllers 27, 57 of each refrigeration device 20, 50 based on the above determination.
- the controllers 27, 57 may control the operation or stop of the corresponding refrigeration devices 20, 50 in response to the operation signal from the general controller 100.
- the general controller 100 may set the target temperature for each of the multiple first refrigeration devices 20.
- the general controller 100 may set the target temperature for each of the multiple first refrigeration devices 20, for example, so that the operating load of the compressor 24 of each first refrigeration device 20 is uniform.
- the general controller 100 may integrate the rotation speed and operating time of the compressor 24 of each first refrigeration device 20, check the operating status of the compressor 24 of each first refrigeration device 20, and set the target temperature of the first refrigeration device 20 with a high operating load of the compressor 24 higher than the target temperature of the other first refrigeration devices 20, thereby lowering the rotation speed of the compressor 24 of the first refrigeration device 20 with a high operating load.
- the general controller 100 stops some of the first refrigeration devices 20 belonging to the first refrigeration device group 2 when the refrigeration load of the first refrigeration devices 20 is small, and by rotating the first refrigeration devices 20 that are stopped when the refrigeration load is small, it is possible to prevent the operating load of a particular first refrigeration device 20 from becoming too high.
- the general controller 100 may set the target temperature for each of the multiple second refrigeration devices 50.
- the general controller 100 may set the target temperature for each of the multiple second refrigeration devices 50, for example, so that the operating load of the compressor 54 of each second refrigeration device 50 is uniform.
- the general controller 100 may integrate the rotation speed and operating time of the compressor 54 of each second refrigeration device 50, check the operating status of the compressor 54 of each second refrigeration device 50, and set the target temperature of the second refrigeration device 50 with a high operating load of the compressor 54 higher than the target temperature of the other second refrigeration devices 50, thereby lowering the rotation speed of the compressor 54 of the second refrigeration device 50 with a high operating load.
- the general controller 100 stops some of the second refrigeration devices 50 belonging to the second refrigeration device group 5 when the refrigeration load of the devices is small, and rotates the second refrigeration devices 50 that are stopped when the refrigeration load is small, thereby preventing the operating load of a particular second refrigeration device 50 from becoming too high.
- the general controller 100 may compare the refrigeration load of the first refrigeration device group 2 with that of the second refrigeration device group 5 and circulate the amount of heat medium to the refrigeration device group with a higher refrigeration load than to the refrigeration device group with a lower refrigeration load.
- the general controller 100 may also control the operation of each refrigeration device 20, 50 so that the sum of the power consumption of the first refrigeration device group 2 and the power consumption of the second refrigeration device group 5 is minimized, or may control the operation of each refrigeration device 20, 50 so that the sum does not exceed a predetermined value.
- the general controller 100 may predict the refrigeration load of the first refrigeration device group 2 and the refrigeration load of the second refrigeration device group 5 based on a preset pre-cooling schedule and control the operation of each refrigeration device 20, 50.
- each of the second refrigeration devices 50 may further include a buffer tank 58 provided in the second refrigeration circuit 51 and configured to store the fourth heat medium.
- the compressor 54 may be a single-stage compressor having a single-stage compression mechanism 541.
- the compressor 54 described above may be a two-stage compressor 54A having two stages of compression mechanisms 542, 543 arranged in series, as shown in FIG. 6.
- the pressure ratio required for each compressor 54 of the multiple second refrigeration devices 50 is larger than when the exhaust heat discharged from the multiple second refrigeration devices 50 is collected and recovered in the first cold heat recovery circuit 4.
- Each of the above-mentioned multiple second refrigeration devices 50 may further include a gas-liquid separator 591, a gas flow path 592, a check valve 593, and a front-stage expander 594, as shown in FIG. 6.
- the gas-liquid separator 591 is provided downstream of the second condenser 52 of the second refrigeration circuit 51 and upstream of the second expander 55, and is configured to separate the fourth heat medium into a gas phase and a liquid phase.
- the front-stage expander 594 is provided downstream of the second condenser 52 of the second refrigeration circuit 51 and upstream of the gas-liquid separator 591, and is configured to expand the fourth heat medium.
- the gas flow path 592 is a flow path that takes out the gaseous fourth heat medium from the gas phase of the gas-liquid separator 591 and guides it between the compression mechanisms 542 and 543 of the two-stage compressor 54A.
- the check valve 593 is for suppressing backflow of the gaseous fourth heat medium to the gas-liquid separator 591 in the gas flow path 592.
- the refrigeration system 1 further includes a plurality of flow control valves 9 (91, 92, 93, 94) individually provided for each of the plurality of first refrigeration devices 20.
- the plurality of flow control valves 9 are configured to be capable of adjusting the flow rate of the heat medium flowing through the inlet side branch pipe 312 connected to the first condenser 22 of the second heat medium inlet line 31 and the inlet side branch pipe 422 connected to the first evaporator 23 of the third heat medium inlet line 42.
- the inlet branch pipe 312 is provided with a manual valve 91 that is manually opened and closed, and an automatic valve 92 that is electrically driven and opened and closed in response to an opening/closing command from the controller 27.
- the manual valve 91 is disposed outside the insertion hole 261 or the outer frame body 26, and the automatic valve 92 is disposed inside the outer frame body 26.
- the inlet branch pipe 422 is provided with a manual valve 93 that is manually opened and closed, and an automatic valve 94 that is electrically driven and opened and closed in response to an opening/closing command from the controller 27.
- the manual valve 93 is disposed outside the insertion hole 263 or the outer frame body 26, and the automatic valve 94 is disposed inside the outer frame body 26.
- the multiple flow rate adjustment valves 9 described above may be either a combination of the manual valves 91 and 93 or a combination of the automatic valves 92 and 94.
- the target first refrigeration device 20 can be disconnected from the common first exhaust heat recovery line 3 and the common first cold heat recovery circuit 4. In this case, it is possible to reduce pressure loss when the target first refrigeration device 20 is in a stopped state.
- the above-mentioned refrigeration system 1 includes a plurality of flow control valves 9 (91, 92, 95, 96) provided individually for each of the plurality of first refrigeration devices 20.
- the flow control valve 95 is a manual valve provided in the discharge side branch pipe 322 connected to the first condenser 22 of the second heat medium discharge line 32 and opened and closed by manual operation.
- the flow control valve 96 is a manual valve provided in the discharge side branch pipe 432 connected to the first evaporator 23 of the third heat medium return line 43 and opened and closed by manual operation.
- the flow control valves 95, 96 are arranged outside the insertion holes 262, 264 or the outer frame body 26.
- the above-mentioned refrigeration system 1 further includes a plurality of flow control valves 10 (101, 102, 103, 104) individually provided for each of the plurality of second refrigeration devices 50.
- the plurality of flow control valves 10 are configured to be capable of adjusting the flow rate of the heat medium flowing through each of the inlet side branch pipe 132 connected to the second condenser 52 and the inlet side branch pipe 622 connected to the second evaporator 53.
- the inlet branch pipe 132 is provided with a manual valve 101 that is opened and closed by manual operation, and an automatic valve 102 that is electrically driven and opened and closed by an opening/closing command from the controller 57.
- the manual valve 101 is disposed outside the insertion hole 561 or the outer frame body 56
- the automatic valve 102 is disposed inside the outer frame body 56.
- the inlet branch pipe 622 is provided with a manual valve 103 that is manually opened and closed, and an automatic valve 104 that is electrically driven and opened and closed in response to an opening/closing command from the controller 57.
- the manual valve 103 is disposed outside the insertion hole 563 or the outer frame 56
- the automatic valve 104 is disposed inside the outer frame 56.
- the multiple flow rate control valves 10 described above may be either a combination of the manual valves 101 and 103 or a combination of the automatic valves 102 and 104.
- the target second refrigeration device 50 can be disconnected from the common second exhaust heat recovery line 12 and the common second cold heat recovery circuit 6. In this case, the pressure loss when the target second refrigeration device 50 is in a stopped state can be reduced.
- the above-mentioned refrigeration system 1 includes a plurality of flow control valves 10 (101, 102, 105, 106) provided individually for each of the plurality of second refrigeration devices 50.
- the flow control valve 105 is a manual valve provided in the discharge side branch pipe 142 connected to the second condenser 52 and opened and closed by manual operation.
- the flow control valve 106 is a manual valve provided in the discharge side branch pipe 632 connected to the second evaporator 53 and opened and closed by manual operation.
- the flow control valves 105, 106 are arranged outside the insertion holes 562, 564 or the outer frame body 56.
- the first heat medium circulating through the first refrigeration circuit 21 of each of the above-mentioned first refrigeration devices 20 is made of carbon dioxide.
- carbon dioxide which is the refrigerant of each of the first refrigeration devices 20
- each of the first refrigeration devices 20 can be installed either outdoors or indoors, so there is a high degree of freedom in the installation location of each of the first refrigeration devices 20.
- the maintenance costs of the first refrigeration devices 20 can be reduced compared to when the first heat medium is ammonia or the like. If the first heat medium is ammonia, equipment is required to neutralize ammonia, so the installation area of the refrigeration system 1 increases and labor is required for maintenance, which may lead to high maintenance costs.
- the first heat medium is ammonia, the first refrigeration device 20 becomes relatively large, so there is a risk that the installation location will be limited to outdoors.
- the fourth heat medium circulating through the second refrigeration circuit 51 of each of the multiple second refrigeration devices 50 described above is made of carbon dioxide.
- carbon dioxide which is the refrigerant of each of the multiple second refrigeration devices 50
- each of the multiple second refrigeration devices 50 can be installed either outdoors or indoors, which increases the degree of freedom in the installation location of each of the multiple second refrigeration devices 50.
- the maintenance costs of the multiple second refrigeration devices 50 can be reduced compared to when the fourth heat medium is ammonia or the like.
- FIG. 7 is a schematic perspective view of a refrigeration system according to one embodiment of the present disclosure.
- each of the above-mentioned multiple first refrigeration devices 20 includes the above-mentioned outer frame body 26 (see FIGS. 1 to 4) that surrounds the first refrigeration circuit 21, the first condenser 22, and the first evaporator 23.
- the above-mentioned multiple first refrigeration devices 20 include two or more first refrigeration devices 20 whose outer frame bodies 26 are stacked on top of each other.
- two or more second refrigeration devices 50 may be arranged with their outer frame bodies 56 stacked on top of each other, or with the outer frame body 26 stacked on top of the outer frame body 56, or with the outer frame body 56 stacked on top of the outer frame body 26.
- FIG. 8 is a schematic perspective view of the refrigeration system 01 according to the comparative example.
- Fig. 9 is a schematic perspective view of the refrigeration system in an intermediate state when retrofitting the refrigeration system 01 according to the comparative example to the refrigeration system 1 according to an embodiment of the present disclosure.
- the refrigeration system 01 according to the comparative example includes an ammonia refrigerator 15A (15) that uses ammonia as a refrigerant and is connected to the first exhaust heat recovery line 3 and the first cold heat recovery circuit 4.
- the refrigeration system 01 according to the comparative example may further include an ammonia refrigerator 15B (15) that uses ammonia as a refrigerant and is connected to the second exhaust heat recovery line 12 and the second cold heat recovery circuit 6.
- the above-mentioned multiple first refrigeration devices 20 are added to the refrigeration system 01 according to the comparative example. Specifically, after installing the multiple first refrigeration devices 20, they are connected to the first exhaust heat recovery line 3 and the first cold heat recovery circuit 4.
- the above-mentioned multiple second refrigeration devices 50 may be added to the refrigeration system 01 according to the comparative example. Specifically, after installing the multiple second refrigeration devices 50, they are connected to the second exhaust heat recovery line 12 and the second cold heat recovery circuit 6.
- the above-mentioned ammonia refrigerator 15 (15A, 15B)
- the multiple first refrigeration devices 20, and the multiple second refrigeration devices 50 may generate cold energy for cooling the cooling target.
- the ammonia refrigerator 15 15A, 15B
- the refrigeration system 01 does not include the ammonia refrigerator 15B
- multiple second refrigeration devices 50 and a second cold energy recovery circuit 6 may be added.
- the other refrigeration device 11 described above includes multiple second refrigeration devices 50, but it does not have to include multiple second refrigeration devices 50.
- the first heat medium circulating through the first refrigeration circuit 21 of each of the plurality of first refrigeration devices 20 described above is made of carbon dioxide.
- the other refrigeration device 11 described above includes an ammonia refrigerator 15 that uses ammonia as a refrigerant, as shown in FIG. 9.
- the multiple first refrigeration devices 20 and the ammonia refrigerator 15 use different refrigerants and have different refrigerant characteristics such as COP (coefficient of performance)/temperature curves.
- COP coefficient of performance
- the multiple first refrigeration devices 20 and the ammonia refrigerator 15 can be used separately according to their respective refrigerant characteristics, thereby improving the operating efficiency of the refrigeration system 1.
- expressions expressing relative or absolute configuration do not only strictly represent such a configuration, but also represent a state in which there is a relative displacement with a tolerance or an angle or distance to the extent that the same function is obtained.
- expressions indicating that things are in an equal state such as “identical,””equal,” and “homogeneous,” not only indicate a state of strict equality, but also indicate a state in which there is a tolerance or a difference to the extent that the same function is obtained.
- expressions describing shapes such as a rectangular shape or a cylindrical shape do not only refer to shapes such as a rectangular shape or a cylindrical shape in the strict geometric sense, but also refer to shapes that include uneven portions, chamfered portions, etc., to the extent that the same effect can be obtained.
- the expressions "comprise,””include,” or “have” a certain element are not exclusive expressions that exclude the presence of other elements.
- At least one embodiment of the refrigeration system (1) comprises: a first refrigeration circuit (21) for circulating a first heat medium; a first condenser (22) provided in the first refrigeration circuit (21) and configured to be capable of transferring thermal energy of the first heat medium to a second heat medium; and a first evaporator (23) provided in the first refrigeration circuit (21) and configured to be capable of transferring cold energy of the first heat medium to a third heat medium; a first exhaust heat recovery line (3) through which the second heat medium flows, the first exhaust heat recovery line (3) being connected to each of the first condensers (22) of the plurality of first refrigeration devices (20) so as to be capable of flowing the second heat medium; a first cold heat recovery circuit (4) for circulating the third heat medium, the first cold heat recovery circuit (4) being connected to the first evaporator (23) of each of the plurality of first refrigeration devices (4) so as to be capable of flowing the third heat medium; a refrigeration device (11) different from the plurality of first refrigeration devices (20); The system further includes a second exhaust
- each of the multiple first refrigeration devices (20) is connected to a common first exhaust heat recovery line (3) and a common first cold heat recovery circuit (4), so even if one first refrigeration device (20) stops due to a malfunction or the like, the refrigeration system (1) can be operated continuously by operating the other first refrigeration devices (20). Furthermore, the refrigeration system (1) can be restored to its original state simply by replacing only the malfunctioning first refrigeration device (20) with a new first refrigeration device (20). Such a refrigeration system (1) can easily ensure the stability of the refrigeration system (1).
- the other refrigeration devices (11) are connected to at least one of the first cold heat recovery circuit (4) or the first exhaust heat recovery line (3) via the second exhaust heat recovery line (12), cold energy can be generated by the multiple first refrigeration devices (20) and the other refrigeration devices (11), and the refrigeration system 1 including the multiple first refrigeration devices (20) and the other refrigeration devices (11) can be prevented from becoming large and complicated.
- the other refrigeration device (11) is a second refrigeration circuit (51) for circulating a fourth heat medium;
- the second refrigeration circuit (51) includes a second condenser (52) configured to be capable of transferring thermal energy of the fourth heat medium to the third heat medium, and a second evaporator (53) configured to be capable of transferring cold energy of the fourth heat medium to a fifth heat medium,
- the second exhaust heat recovery line (12) is connected to the first cold heat recovery circuit (4) and the second condensers (52) of each of the plurality of second refrigeration devices (50) so as to be capable of circulating the third heat medium;
- the refrigeration system (1) comprises:
- the system further includes a second cold heat recovery circuit (6) for circulating the fifth heat medium, the second cold heat recovery circuit (6) being connected to the second evaporator (53) of each of the plurality of second refrigeration devices (50) so as to allow the fifth heat medium to flow therethrough.
- the refrigeration system (1) includes a plurality of first refrigeration devices (20) and a plurality of second refrigeration devices (50).
- the efficiency of the refrigeration system (1) can be optimized by selectively operating the first refrigeration devices (20) and the second refrigeration devices (50) having different refrigeration capacity bands.
- the second exhaust heat recovery line (12) is connected to the first cold heat recovery circuit (4), so that the exhaust heat discharged from the plurality of second refrigeration devices (50) can be collectively recovered in the first cold heat recovery circuit (4).
- the condensation pressure of the second condenser (52) of each of the plurality of second refrigeration devices (50) can be kept relatively low, making it easy to maintain the refrigeration capacity of the plurality of second refrigeration devices (50) regardless of the outside air temperature.
- the other refrigeration device (11) is a second refrigeration circuit (51) for circulating a fourth heat medium;
- the second refrigeration circuit (51) includes at least a plurality of second refrigeration devices (50), each including a second condenser (52) provided in the second refrigeration circuit (51) and configured to be capable of transferring thermal energy of the fourth heat medium to the second heat medium, and a second evaporator (53) provided in the second refrigeration circuit (51) and configured to be capable of transferring cold energy of the fourth heat medium to a fifth heat medium
- the second exhaust heat recovery line (12) is connected to the first exhaust heat recovery line (3) and the second condensers (52) of each of the plurality of second refrigeration devices (50) so as to be able to circulate the second heat medium;
- the refrigeration system (1) comprises:
- the system further includes a second cold heat recovery circuit (6) for circulating the fifth heat medium, the second cold heat recovery circuit (6) being connected to the second evaporator (53) of each of the plurality of second refrigeration devices (50) so as to
- the refrigeration system (1) includes a plurality of first refrigeration devices (20) and a plurality of second refrigeration devices (50).
- the efficiency of the refrigeration system (1) can be optimized by selectively operating the first refrigeration devices (20) and the second refrigeration devices (50) having different refrigeration capacity bands.
- the second exhaust heat recovery line (12) is connected to the first exhaust heat recovery line (3), so that the exhaust heat discharged from the plurality of second refrigeration devices (50) can be collected and recovered in the first exhaust heat recovery line (3).
- the refrigeration capacity of the plurality of first refrigeration devices (20) can be reduced compared to the case where the exhaust heat discharged from the plurality of second refrigeration devices (50) is collected and recovered in the first cold heat recovery circuit (4), and therefore the manufacturing cost of the refrigeration system (1) can be reduced.
- the second exhaust heat recovery line (12) is connected to the first exhaust heat recovery line (3), so that the difference in pressure loss between the multiple first refrigeration devices (20) and the difference in pressure loss between the multiple second refrigeration devices (50) can be made smaller than when the exhaust heat discharged from the multiple second refrigeration devices (50) is collected and recovered in the first cold heat recovery circuit (4), making it easier to build the refrigeration system (1).
- Each of the plurality of second refrigeration devices (50) comprises:
- the refrigeration system further includes a two-stage compressor (54A) provided downstream of the second evaporator (53) and upstream of the second condenser (52) of the second refrigeration circuit (51).
- each compressor (54) of the multiple second refrigeration devices (50) is a two-stage compressor (54A), it becomes possible to easily meet the required pressure ratio.
- the refrigeration system (1) according to any one of 1) to 4) above,
- the first heat medium circulating through the first refrigeration circuit (21) of each of the plurality of first refrigeration devices (20) is made of carbon dioxide.
- each of the multiple first refrigeration devices (20) can be installed either outdoors or indoors, so there is a high degree of freedom in the installation location of each of the multiple first refrigeration devices (20).
- carbon dioxide as the first heat medium, the maintenance costs of the multiple first refrigeration devices (20) can be reduced compared to when the first heat medium is ammonia or the like.
- the refrigeration system (1) according to any one of 2) to 4) above,
- the fourth heat medium circulating through the second refrigeration circuit (51) of each of the plurality of second refrigeration devices (50) is made of carbon dioxide.
- each of the multiple second refrigeration devices (50) can be installed either outdoors or indoors, so there is a high degree of freedom in the installation location of each of the multiple second refrigeration devices (50).
- carbon dioxide as the fourth heat medium
- the maintenance costs of the multiple second refrigeration devices (50) can be reduced compared to when the fourth heat medium is ammonia or the like.
- the refrigeration system (1) according to any one of 1) to 4) above, the first heat medium circulating through the first refrigeration circuit (21) of each of the plurality of first refrigeration devices (20) is made of carbon dioxide;
- the other refrigeration device (11) includes an ammonia refrigerator (15) that uses ammonia as a refrigerant.
- each of the multiple first refrigeration devices (20) and the ammonia refrigerator (15) are different, and the refrigerant characteristics, such as COP (coefficient of performance)/temperature curve, are also different.
- each of the multiple first refrigeration devices (20) and the ammonia refrigerator (15) can be used according to their respective refrigerant characteristics, thereby improving the operating efficiency of the refrigeration system (1).
- the refrigeration system (1) according to any one of 2) to 6) above, The second heat medium and the third heat medium are made of the same type of heat medium
- the first exhaust heat recovery line (3) a second heat medium introduction line (31) for introducing the second heat medium to the first condenser (22) of each of the plurality of first refrigeration devices (20); a second heat medium discharge line (32) for discharging the second heat medium from the first condenser (22) of each of the plurality of first refrigeration devices (20);
- the first cold energy recovery circuit (4) comprises: A third heat medium storage tank (41) configured to store the third heat medium; a third heat medium introduction line (42) for introducing the third heat medium from the third heat medium storage tank (41) to the first evaporator (23) of each of the plurality of first refrigeration devices (20); a third heat medium return line (43) for returning the third heat medium from the first evaporator (23) of each of the plurality of first refrigeration devices (20) to the third heat medium storage tank (41); the second exhaust heat recovery line (12) is connected to the third heat
- the refrigeration system (1) according to any one of 1) to 8) above,
- the first exhaust heat recovery line (3) a second heat medium introduction line (31) for introducing the second heat medium to the first condenser (22) of each of the plurality of first refrigeration devices (20); a second heat medium discharge line (32) for discharging the second heat medium from the first condenser (22) of each of the plurality of first refrigeration devices (20);
- the first cold energy recovery circuit (4) comprises: A third heat medium storage tank (41) configured to store the third heat medium; a third heat medium introduction line (42) for introducing the third heat medium from the third heat medium storage tank (41) to the first evaporator (23) of each of the plurality of first refrigeration devices (20); a third heat medium return line (43) for returning the third heat medium from the first evaporator (23) of each of the plurality of first refrigeration devices (20) to the third heat medium storage tank (41);
- the refrigeration system (1) comprises:
- the heat transfer medium introduction line (42) further includes a plurality of flow control valves (9) configured to be capable
- the first refrigeration device (20) can be disconnected from the common first exhaust heat recovery line (3) and the common first cold heat recovery circuit (4). In this case, the pressure loss when the first refrigeration device (20) is in a stopped state can be reduced.
- Each of the plurality of first refrigeration devices (20) further includes an outer frame (26) surrounding the first refrigeration circuit (21), the first condenser (22), and the first evaporator (23),
- the plurality of first refrigeration units (20) include two or more first refrigeration units (20) having their outer frames (26) stacked on top of each other.
- Second refrigeration device group 1,01 Refrigeration system 2 First refrigeration device group 3 First exhaust heat recovery line 4 First cold heat recovery circuit 5 Second refrigeration device group 6 Second cold heat recovery circuit 9,10 Flow control valve 11 Other refrigeration device 12 Second exhaust heat recovery line 13 Second exhaust heat heat medium inlet line 14 Second exhaust heat heat medium outlet line 15,15A,15B Ammonia refrigerator 20 First refrigeration device 21 First refrigeration circuit 22 First condenser 23 First evaporator 24 First compressor 25 First expander 26,56 Outer frame 27,57 Controller 28,58 Buffer tank 31 Second heat medium inlet line 32 Second heat medium outlet line 33 Cooling device 33A Exhaust heat recovery device 33B Cooler 34,45 Pump 41 Third heat medium storage tank 42 Third heat medium inlet line 43 Third heat medium return line 44,64 Heat exchanger 50 Second refrigeration device 51 Second refrigeration circuit 52 Second condenser 53 Second evaporator 54 Second compressor 55 Second expander 61 Fifth heat medium storage tank 62 Fifth heat medium inlet line 63 Fifth heat medium return line 81 First inlet line 82 Second inlet line 83 First discharge line 84 Second discharge line 100 General controller 5
Landscapes
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Abstract
Description
本開示は、冷凍システムに関する。
本願は、2023年5月31日に日本国特許庁に出願された特願2023-56839号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
The present disclosure relates to refrigeration systems.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2023-56839, filed with the Japan Patent Office on May 31, 2023, the contents of which are incorporated herein by reference.
特許文献1には、建物の各室の空調や冷凍室等の冷凍を行うため、アンモニアを一次冷媒とし、CO2ブラインを二次冷媒とする冷凍装置が開示されている。
特許文献1に記載の冷凍装置は、冷却対象毎に専用のブライン供給装置及びアンモニア冷凍装置が設けられているため、これらの機器に故障が生じた場合に、故障が生じた機器が担当する冷却対象の冷却ができない虞がある。このため、特許文献1に記載の冷凍装置は、その構造上、冷凍装置の安定性の確保が困難な虞がある。
The refrigeration device described in
上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態は、冷凍システムの安定性を容易に確保できる冷凍システムを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, at least one embodiment of the present disclosure aims to provide a refrigeration system that can easily ensure the stability of the refrigeration system.
本開示の少なくとも一実施形態に係る冷凍システムは、
第1熱媒体を循環させる第1冷凍回路、
前記第1冷凍回路に設けられ、前記第1熱媒体の熱エネルギを第2熱媒体に伝達可能に構成された第1凝縮器、及び
前記第1冷凍回路に設けられ、前記第1熱媒体の冷熱エネルギを第3熱媒体に伝達可能に構成された第1蒸発器、を夫々含む複数の第1冷凍装置と、
前記第2熱媒体が流れる第1排熱回収ラインであって、前記複数の第1冷凍装置の各々の前記第1凝縮器に前記第2熱媒体を流通可能に接続された第1排熱回収ラインと、
前記第3熱媒体を循環させる第1冷熱回収回路であって、前記複数の第1冷凍装置の各々の前記第1蒸発器に前記第3熱媒体を流通可能に接続された第1冷熱回収回路と、
前記複数の第1冷凍装置とは異なる他の冷凍装置と、
前記他の冷凍装置から熱エネルギを回収する熱媒体が流れる第2排熱回収ラインであって、前記第1冷熱回収回路又は前記第1排熱回収ラインの少なくとも一方と前記熱媒体を流通可能に接続された第2排熱回収ラインと、を備える。
In accordance with at least one embodiment of the present disclosure, a refrigeration system includes:
a first refrigeration circuit for circulating a first heat medium;
a first condenser provided in the first refrigeration circuit and configured to be capable of transferring thermal energy of the first heat medium to a second heat medium; and a first evaporator provided in the first refrigeration circuit and configured to be capable of transferring cold energy of the first heat medium to a third heat medium;
a first exhaust heat recovery line through which the second heat medium flows, the first exhaust heat recovery line being connected to the first condenser of each of the plurality of first refrigeration devices so as to be capable of flowing the second heat medium;
a first refrigeration recovery circuit for circulating the third heat medium, the first refrigeration recovery circuit being connected to the first evaporator of each of the plurality of first refrigeration devices so as to be capable of flowing the third heat medium;
Another refrigeration device different from the plurality of first refrigeration devices;
The system further includes a second exhaust heat recovery line through which a heat medium flows to recover thermal energy from the other refrigeration device, the second exhaust heat recovery line being connected to at least one of the first cold heat recovery circuit or the first exhaust heat recovery line so that the heat medium can flow therethrough.
本開示の少なくとも一実施形態によれば、冷凍システムの安定性を容易に確保できる冷凍システムが提供される。 At least one embodiment of the present disclosure provides a refrigeration system that can easily ensure the stability of the refrigeration system.
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Below, several embodiments of the present disclosure will be described with reference to the attached drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative positions, etc. of the components described as the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present disclosure and are merely illustrative examples.
以下の説明では、単に上流側と呼ぶ場合、方向の説明にかかる部位や領域における流体の主たる流れの方向に沿った上流側を指すものとする。同様に、以下の説明では、単に下流側と呼ぶ場合、方向の説明にかかる部位や領域における流体の主たる流れの方向に沿った下流側を指すものとする。 In the following explanation, when simply referring to the upstream side, it refers to the upstream side along the main flow direction of the fluid in the part or area to which the directional description applies. Similarly, in the following explanation, when simply referring to the downstream side, it refers to the downstream side along the main flow direction of the fluid in the part or area to which the directional description applies.
(冷凍システム)
図1~図3の各々は、本開示の一実施形態に係る冷凍システム1の回路を模式的に示す図である。図4は、図1~図3に示される第1冷凍装置20の回路の一例を模式的に示す図である。冷凍システム1は、図1~図3に示されるように、複数の第1冷凍装置20と、第1排熱回収ライン3と、第1冷熱回収回路4と、を備える。
(Refrigeration System)
Each of Figures 1 to 3 is a diagram that typically illustrates a circuit of a
(第1冷凍装置)
複数の第1冷凍装置20の各々は、図1~図4に示されるように、第1熱媒体を循環させる第1冷凍回路21と、第1冷凍回路21にそれぞれ設けられた第1凝縮器22及び第1蒸発器23と、を少なくとも含む。複数の第1冷凍装置20の各々は、図4に示されるように、第1冷凍回路21にそれぞれ設けられた第1圧縮機24及び第1膨張器25をさらに含む。第1冷凍回路21は、第1熱媒体を循環させるように構成される循環系統からなり、第1熱媒体を作動媒体とする冷凍サイクルを構成する。
(First refrigeration device)
As shown in Figures 1 to 4, each of the multiple
第1圧縮機24は、第1熱媒体の流れ方向における第1蒸発器23の下流側、且つ第1凝縮器22の上流側に配置される。第1圧縮機24は、第1蒸発器23から導かれる第1熱媒体を昇圧するように構成される。第1圧縮機24により昇圧された第1熱媒体が第1凝縮器22に導かれる。第1圧縮機24は、不図示の電力源から供給される電力により駆動するように構成された電動圧縮機であってもよい。
The
第1膨張器25は、第1熱媒体の流れ方向における第1凝縮器22の下流側、且つ第1蒸発器23の上流側に配置される。第1膨張器25は、第1凝縮器22から導かれる第1熱媒体を膨張させるように構成される。第1膨張器25により膨張した第1熱媒体が第1蒸発器23に導かれる。第1膨張器25は、図4に示されるように、膨張弁であってもよい。
The
(第1凝縮器)
第1凝縮器22は、第1熱媒体の熱エネルギを第2熱媒体に伝達可能に構成されている。第1凝縮器22では、第1凝縮器22を流れる第1熱媒体と第1凝縮器22を流れる第2熱媒体との間において熱交換が行われ、第1冷凍回路21において生じる排熱を第2熱媒体に回収させることが行われる。第1凝縮器22における熱交換により、第1凝縮器22を流れる第1熱媒体が第1凝縮器22を流れる第2熱媒体により冷却され、凝縮する。
(First Condenser)
The
(第1排熱回収ライン)
第1排熱回収ライン3は、図1~図3に示されるように、第2熱媒体を流通させるための流路を形成するものであり、例えば、配管によって形成される。第1排熱回収ライン3は、複数の第1冷凍装置20の各々の第1凝縮器22に第2熱媒体を流通可能に接続されている。第1排熱回収ライン3は、複数の第1冷凍装置20の各々の第1凝縮器22に第2熱媒体を導くための第2熱媒体導入ライン31と、複数の第1冷凍装置20の各々の第1凝縮器22から第2熱媒体を排出するための第2熱媒体排出ライン32と、を含む。
(First exhaust heat recovery line)
1 to 3, the first exhaust
図1~図3に示される実施形態では、第2熱媒体導入ライン31は、導入側本管311と、複数の導入側分岐管312と、を含む。複数の導入側分岐管312の各々は、導入側本管311に一端が第2熱媒体を流通可能に接続され、他端が対応する第1凝縮器22に第2熱媒体を流通可能に接続されている。第2熱媒体は、各第1凝縮器22に対応する導入側分岐管312を介して導入側本管311から各第1凝縮器22に導かれる。
In the embodiment shown in Figures 1 to 3, the second heat
図1~図3に示される実施形態では、第2熱媒体排出ライン32は、排出側本管321と、複数の排出側分岐管322と、を含む。複数の排出側分岐管322の各々は、排出側本管321に一端が第2熱媒体を流通可能に接続され、他端が対応する第1凝縮器22に第2熱媒体を流通可能に接続されている。第2熱媒体は、各第1凝縮器22から対応する排出側分岐管322を介して排出側本管321に導かれる。
In the embodiment shown in Figures 1 to 3, the second heat
(冷却装置)
図1~図3に示される実施形態では、冷凍システム1は、第2熱媒体排出ライン32の下流端部が接続され、第2熱媒体を冷却するように構成された少なくとも1つ(図示例では、複数)の冷却装置33をさらに備える。図示される実施形態では、第1排熱回収ライン3は、第1熱媒体を循環させるための流路を形成するものであり、複数の冷却装置33は、第2熱媒体導入ライン31の上流端部に接続されている。なお、複数の冷却装置33は、第2熱媒体排出ライン32の下流端部と第2熱媒体導入ライン31の上流端部との間において直列に配置されていてもよいし、並列に配置されていてもよい。複数の冷却装置33は、例えば、第2熱媒体と第2熱媒体よりも低温の熱媒体との間で熱交換を行い、第2熱媒体の熱エネルギを回収するように構成された排熱回収装置33Aであってもよいし、第2熱媒体と第2熱媒体よりも低温の外気又は冷却液との間で熱交換を行い、第2熱媒体を冷却するように構成された冷却器33Bであってもよい。
(Cooling device)
In the embodiment shown in FIG. 1 to FIG. 3, the
複数の第1冷凍装置20の各々は、共通の第1排熱回収ライン3に接続されているため、第1排熱回収ライン3に排熱回収装置33Aを設けることで、複数の第1冷凍装置20から排出される排熱を排熱回収装置33Aがまとめて回収できるため、排熱回収が容易である。排熱回収装置33Aにおいて回収した排熱は、ヒートポンプ等の冷凍システム1の外部の機器の熱源として利用できる。
Since each of the multiple
図1~図3に示される実施形態では、第2熱媒体導入ライン31における最上流の導入側分岐管312の接続位置よりも上流側に第1熱媒体を昇圧するためのポンプ(昇圧機)34が設けられている。
In the embodiment shown in Figures 1 to 3, a pump (booster) 34 for boosting the pressure of the first heat medium is provided upstream of the connection position of the most upstream
(第1蒸発器)
第1蒸発器23は、第1熱媒体の冷熱エネルギを第3熱媒体に伝達可能に構成されている。第1蒸発器23では、第1蒸発器23を流れる第1熱媒体と第1蒸発器23を流れる第3熱媒体との間において熱交換が行われ、第1冷凍回路21において生成した冷熱を第3熱媒体に回収させることが行われる。第1蒸発器23における熱交換により、第1蒸発器23を流れる第1熱媒体が第1蒸発器23を流れる第3熱媒体により加熱され、蒸発する。
(First evaporator)
The
(第1冷熱回収回路)
第1冷熱回収回路4は、図1~図3に示されるように、第3熱媒体を循環させるための流路を形成するものであり、例えば、配管によって形成される。第1冷熱回収回路4は、複数の第1冷凍装置20の各々の第1蒸発器23に第3熱媒体を流通可能に接続されている。第1冷熱回収回路4は、第3熱媒体を貯留するように構成された第3熱媒体貯留タンク41と、第3熱媒体貯留タンク41から複数の第1冷凍装置20の各々の第1蒸発器23に第3熱媒体を導くための第3熱媒体導入ライン42と、複数の第1冷凍装置20の各々の第1蒸発器23から第3熱媒体貯留タンク41に第3熱媒体を戻すために第3熱媒体戻しライン43と、を含む。
(First cold recovery circuit)
1 to 3, the first cold
図1~図3に示される実施形態では、第3熱媒体導入ライン42は、第3熱媒体貯留タンク41の液相に一端が液状の第3熱媒体を流通可能に接続される導入側本管421と、複数の導入側分岐管422と、を含む。複数の導入側分岐管422の各々は、導入側本管421に一端が第3熱媒体を流通可能に接続され、他端が対応する第1蒸発器23に第3熱媒体を流通可能に接続されている。第3熱媒体貯留タンク41から導入側本管421に導かれた第3熱媒体は、各第1蒸発器23に対応する導入側分岐管422を介して導入側本管421から各第1蒸発器23に導かれる。
In the embodiment shown in Figures 1 to 3, the third heat
図1~図3に示される実施形態では、第3熱媒体戻しライン43は、第3熱媒体貯留タンク41に一端が第3熱媒体を流通可能に接続される排出側本管431と、複数の排出側分岐管432と、を含む。複数の排出側分岐管432の各々は、排出側本管431に一端が第3熱媒体を流通可能に接続され、他端が対応する第1蒸発器23に第3熱媒体を流通可能に接続されている。第3熱媒体は、各第1蒸発器23から対応する排出側分岐管432を介して排出側本管431に導かれた後、排出側本管431から第3熱媒体貯留タンク41に導かれる。
In the embodiment shown in Figures 1 to 3, the third heat
(第1冷熱用熱交換器)
図1~図3に示される実施形態では、冷凍システム1は、第1冷熱回収回路4に設けられ、冷却対象気体と第3熱媒体との間で熱交換を行い、冷却対象気体を冷却するように構成された少なくとも1つ(図示例では、複数)の第1冷熱側熱交換器44(441、442)をさらに備える。図示される実施形態では、複数の第1冷熱側熱交換器44の各々は、第3熱媒体導入ライン42における最上流の導入側分岐管422の接続位置よりも上流側に配置されている。
(First cold heat exchanger)
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the
複数の第1冷熱側熱交換器44の各々には、複数の第1冷凍装置20の各々から冷熱エネルギを回収した第3熱媒体が導入され、該第3熱媒体により冷却対象気体が冷却される。第1冷熱側熱交換器44により冷却される冷却対象気体は、冷却対象となる空間(例えば、冷蔵庫の庫内)に存在する空気等の気体であってもよいし、該気体と熱交換される熱媒体であってもよい。第1冷熱側熱交換器44により冷却対象気体が冷却されることで、冷却対象となる空間が冷却される。複数の第1冷熱側熱交換器44の各々は、各第1冷熱側熱交換器44に比較的低温の第3熱媒体を導くために、並列に配置されることが好ましい。なお、複数の第1冷熱側熱交換器44の各々は、直列に配置されていてもよい。
A third heat medium that has recovered cold energy from each of the
図1~図3に示される実施形態では、第3熱媒体導入ライン42における最上流の第1冷熱側熱交換器44よりも上流側に第3熱媒体を昇圧するためのポンプ(昇圧機)45が設けられている。
In the embodiment shown in Figures 1 to 3, a pump (booster) 45 for boosting the pressure of the third heat medium is provided upstream of the first cold-
以下、第1凝縮器22に第1排熱回収ライン3が接続され、第1蒸発器23に第1冷熱回収回路4が接続された複数の第1冷凍装置20をまとめて第1冷凍装置群2と定義する。第1冷凍装置群2が一括して生成する冷熱エネルギにより、第1冷凍装置群2の冷却対象が冷却される。第1冷凍装置群2に属する複数の第1冷凍装置20の各々は、構造や構成機器が同じ規格に合わせて統一されていることが好ましい。この場合には、複数の第1冷凍装置20の稼働台数を増減させることで、第1冷凍装置群2の冷凍能力を段階的に増減させることができるため、第1冷凍装置群2の運転制御が容易なものとなる。
Hereinafter, the multiple
第1冷凍装置群2に属する第1冷凍装置20は、他の第1冷凍装置20とは離れた位置に配置できる。第1冷凍装置群2に属する複数の第1冷凍装置20は、集中配置してもよいし、分散配置してもよい。
The
幾つかの実施形態に係る冷凍システム1は、図1~図3に示されるように、上述した第1冷凍装置群2に属する複数の第1冷凍装置20とは異なる他の冷凍装置11と、他の冷凍装置11から熱エネルギを回収する熱媒体が流れる第2排熱回収ライン12であって、第1冷熱回収回路4又は第1排熱回収ライン3の少なくとも一方と熱媒体を流通可能に接続された第2排熱回収ライン12と、を備える。
As shown in Figures 1 to 3, the
上記の構成によれば、複数の第1冷凍装置20の各々が共通の第1排熱回収ライン3及び共通の第1冷熱回収回路4に接続されているため、一つの第1冷凍装置20が故障等により停止しても、他の第1冷凍装置20を運転させることで、冷凍システム1を継続的に運転できる。また、故障した第1冷凍装置20だけを新たな第1冷凍装置20に交換するだけで、冷凍システム1を元の状態に戻すことができる。このような冷凍システム1は、冷凍システム1の安定性を容易に確保できる。
With the above configuration, each of the multiple
また、上記の構成によれば、他の冷凍装置11が第2排熱回収ライン12を介して第1冷熱回収回路4又は第1排熱回収ライン3の少なくとも一方に接続されているため、複数の第1冷凍装置20及び他の冷凍装置11により冷熱エネルギを生成することができるとともに、複数の第1冷凍装置20及び他の冷凍装置11を備える冷凍システム1の大型化や複雑化を抑制できる。
Furthermore, according to the above configuration, the other refrigeration devices 11 are connected to at least one of the first cold
また、上記の構成によれば、第1冷凍装置群2に属する複数の第1冷凍装置20の数を増減させることで、第1冷凍装置群2により生成される冷熱エネルギを増減させることができる。このような冷凍システム1は、第1冷凍装置群2の冷却能力の拡張性に優れており、様々な規模の冷却対象に対応でき、冷却対象の規模に応じて第1冷凍装置群2の数や冷却能力を柔軟に増減させることが可能である。
Furthermore, according to the above configuration, by increasing or decreasing the number of the multiple
幾つかの実施形態では、図1~図3に示されるように、上述した他の冷凍装置11は、複数の第2冷凍装置50を少なくとも含み、上述した冷凍システム1は、第2冷熱回収回路6をさらに備える。
In some embodiments, as shown in Figures 1 to 3, the other refrigeration device 11 described above includes at least a plurality of
(第2冷凍装置)
図5は、図1に示される第2冷凍装置50の回路の一例を模式的に示す図である。図6は、図2~図3に示される第2冷凍装置50の回路の一例を模式的に示す図である。複数の第2冷凍装置50の各々は、図1~図3、図5及び図6に示されるように、第4熱媒体を循環させる第2冷凍回路51と、第2冷凍回路51にそれぞれ設けられた第2凝縮器52及び第2蒸発器53と、を少なくとも含む。複数の第2冷凍装置50の各々は、図5及び図6に示されるように、第2冷凍回路51にそれぞれ設けられた第2圧縮機54及び第2膨張器55をさらに含む。第2冷凍回路51は、第4熱媒体を循環させるように構成される循環系統からなり、第4熱媒体を作動媒体とする冷凍サイクルを構成する。
(Second Refrigeration Device)
FIG. 5 is a diagram showing an example of the circuit of the
第2圧縮機54は、第4熱媒体の流れ方向における第2蒸発器53の下流側、且つ第2凝縮器52の上流側に配置される。第2圧縮機54は、第2蒸発器53から導かれる第4熱媒体を昇圧するように構成される。第2圧縮機54により昇圧された第4熱媒体が第2凝縮器52に導かれる。第2圧縮機54は、不図示の電力源から供給される電力により駆動するように構成された電動圧縮機であってもよい。
The
第2膨張器55は、第4熱媒体の流れ方向における第2凝縮器52の下流側、且つ第2蒸発器53の上流側に配置される。第2膨張器55は、第2凝縮器52から導かれる第4熱媒体を膨張させるように構成される。第2膨張器55により膨張した第4熱媒体が第2蒸発器53に導かれる。第2膨張器55は、図5に示されるように、膨張弁であってもよい。
The
(第2凝縮器)
第2凝縮器52は、第4熱媒体の熱エネルギを第2排熱用熱媒体に伝達可能に構成されている。図1に示される実施形態では、上述した第2排熱回収ライン12は、第1冷熱回収回路4に接続されているため、上述した第3熱媒体が第2排熱用熱媒体となる。図2に示される実施形態では、上述した第2排熱回収ライン12は、第1排熱回収ライン3に接続されているため、上述した第2熱媒体が第2排熱用熱媒体となる。図3に示される実施形態では、上述した第2排熱回収ライン12は、第1冷熱回収回路4及び第1排熱回収ライン3の両方に選択的に接続されているため、互いに同種の熱媒体である第2熱媒体及び第3熱媒体が第2排熱用熱媒体となる。
(Second Condenser)
The
第2凝縮器52では、第2凝縮器52を流れる第4熱媒体と第2凝縮器52を流れる第2排熱用熱媒体との間において熱交換が行われ、第2冷凍回路51において生じる排熱を第2排熱用熱媒体に回収させることが行われる。第2凝縮器52における熱交換により、第2凝縮器52を流れる第4熱媒体が第2凝縮器52を流れる第2排熱用熱媒体により冷却され、凝縮する。
In the
(第2排熱回収ライン)
図1~図3に示される実施形態では、第2排熱回収ライン12は、第2排熱用熱媒体を流通させるための流路を形成するものであり、例えば、配管によって形成される。第2排熱回収ライン12は、複数の第2冷凍装置50の各々の第2凝縮器52に第2排熱用熱媒体を流通可能に接続されている。第2排熱回収ライン12は、複数の第2冷凍装置50の各々の第2凝縮器52に第2排熱用熱媒体を導くための第2排熱用熱媒体導入ライン13と、複数の第2冷凍装置50の各々の第2凝縮器52から第2排熱用熱媒体を排出するための第2排熱用熱媒体排出ライン14と、を含む。
(Second waste heat recovery line)
In the embodiment shown in Fig. 1 to Fig. 3, the second exhaust
図1~図3に示される実施形態では、第2排熱用熱媒体導入ライン13は、導入側本管131と、複数の導入側分岐管132と、を含む。複数の導入側分岐管132の各々は、導入側本管131に一端が第2排熱用熱媒体を流通可能に接続され、他端が対応する第2凝縮器52に第2排熱用熱媒体を流通可能に接続されている。第2排熱用熱媒体は、各第2凝縮器52に対応する導入側分岐管132を介して導入側本管131から各第2凝縮器52に導かれる。
In the embodiment shown in Figs. 1 to 3, the second waste heat heat
図1~図3に示される実施形態では、第2排熱用熱媒体排出ライン14は、排出側本管141と、複数の排出側分岐管142と、を含む。複数の排出側分岐管142の各々は、排出側本管141に一端が第2排熱用熱媒体を流通可能に接続され、他端が対応する第2凝縮器52に第2排熱用熱媒体を流通可能に接続されている。第2排熱用熱媒体は、各第2凝縮器52から対応する排出側分岐管142を介して排出側本管141に導かれる。
In the embodiment shown in Figures 1 to 3, the second heat exhaust
(第2蒸発器)
第2蒸発器53は、第4熱媒体の冷熱エネルギを第5熱媒体に伝達可能に構成されている。第2蒸発器53では、第2蒸発器53を流れる第4熱媒体と第2蒸発器53を流れる第5熱媒体との間において熱交換が行われ、第2冷凍回路51において生成した冷熱を第5熱媒体に回収させることが行われる。第2蒸発器53における熱交換により、第2蒸発器53を流れる第4熱媒体が第2蒸発器53を流れる第5熱媒体により加熱され、蒸発する。
(Second evaporator)
The
(第2冷熱回収回路)
第2冷熱回収回路6は、図1~図3に示されるように、第5熱媒体を循環させるための流路を形成するものであり、例えば、配管によって形成される。第2冷熱回収回路6は、複数の第2冷凍装置50の各々の第2蒸発器53に第5熱媒体を流通可能に接続されている。第2冷熱回収回路6は、第5熱媒体を貯留するように構成された第5熱媒体貯留タンク61と、第5熱媒体貯留タンク61から複数の第2冷凍装置50の各々の第2蒸発器53に第5熱媒体を導くための第5熱媒体導入ライン62と、複数の第2冷凍装置50の各々の第2蒸発器53から第5熱媒体貯留タンク61に第5熱媒体を戻すために第5熱媒体戻しライン63と、を含む。
(Second cold heat recovery circuit)
1 to 3, the second cold
図1~図3に示される実施形態では、第5熱媒体導入ライン62は、第5熱媒体貯留タンク61の液相に一端が液状の第5熱媒体を流通可能に接続される導入側本管621と、複数の導入側分岐管622と、を含む。複数の導入側分岐管622の各々は、導入側本管621に一端が第5熱媒体を流通可能に接続され、他端が対応する第2蒸発器53に第5熱媒体を流通可能に接続されている。第5熱媒体貯留タンク61から導入側本管621に導かれた第5熱媒体は、各第2蒸発器53に対応する導入側分岐管622を介して導入側本管621から各第2蒸発器53に導かれる。
In the embodiment shown in Figures 1 to 3, the fifth heat
図1~図3に示される実施形態では、第5熱媒体戻しライン63は、第5熱媒体貯留タンク61に一端が第5熱媒体を流通可能に接続される排出側本管631と、複数の排出側分岐管632と、を含む。複数の排出側分岐管632の各々は、排出側本管631に一端が第5熱媒体を流通可能に接続され、他端が対応する第2蒸発器53に第5熱媒体を流通可能に接続されている。第5熱媒体は、各第2蒸発器53から対応する排出側分岐管632を介して排出側本管631に導かれた後、排出側本管631から第5熱媒体貯留タンク61に導かれる。
In the embodiment shown in Figures 1 to 3, the fifth heat
(第2冷熱用熱交換器)
図1~図3に示される実施形態では、冷凍システム1は、第2冷熱回収回路6に設けられ、冷却対象気体と第5熱媒体との間で熱交換を行い、冷却対象気体を冷却するように構成された少なくとも1つ(図示例では、複数)の第2冷熱側熱交換器64(641、642)をさらに備える。図示される実施形態では、複数の第2冷熱側熱交換器64の各々は、第5熱媒体導入ライン62における最上流の導入側分岐管622の接続位置よりも上流側に配置されている。
(Second cold heat exchanger)
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the
複数の第2冷熱側熱交換器64の各々には、複数の第2冷凍装置50の各々から冷熱エネルギを回収した第5熱媒体が導入され、該第5熱媒体により冷却対象気体が冷却される。第2冷熱側熱交換器64により冷却される冷却対象気体は、冷却対象となる空間(例えば、冷凍庫の庫内)に存在する空気等の気体であってもよいし、該気体と熱交換される熱媒体であってもよい。第2冷熱側熱交換器64により冷却対象気体が冷却されることで、冷却対象となる空間が冷却される。複数の第2冷熱側熱交換器64の各々の冷却対象は、上述複数の第1冷熱側熱交換器44の各々と冷却対象とは異なるものであってもよいし、同じものであってもよい。複数の第2冷熱側熱交換器64の各々は、各第2冷熱側熱交換器64に比較的低温の第5熱媒体を導くために、並列に配置されることが好ましい。なお、複数の第2冷熱側熱交換器64の各々は、直列に配置されていてもよい。
The fifth heat medium that recovers cold energy from each of the
図1~図3に示される実施形態では、第5熱媒体導入ライン62における最上流の第2冷熱側熱交換器64よりも上流側に第5熱媒体を昇圧するためのポンプ(昇圧機)65が設けられている。
In the embodiment shown in Figures 1 to 3, a pump (booster) 65 for boosting the pressure of the fifth heat medium is provided upstream of the second cold-
以下、第2凝縮器52に第2排熱回収ライン12が接続され、第2蒸発器53に第2冷熱回収回路6が接続された複数の第2冷凍装置50をまとめて第2冷凍装置群5と定義する。第2冷凍装置群5が一括して生成する冷熱エネルギにより、第2冷凍装置群5の冷却対象が冷却される。第2冷凍装置群5に属する複数の第2冷凍装置50の各々は、構造や構成機器が同じ規格に合わせて統一されていることが好ましい。この場合には、複数の第2冷凍装置50の稼働台数を増減させることで、第2冷凍装置群5の冷凍能力を段階的に増減させることができるため、第2冷凍装置群5の運転制御が容易なものとなる。
Hereinafter, the multiple
第2冷凍装置群5に属する第2冷凍装置50は、他の第2冷凍装置50や第1冷凍装置20とは離れた位置に配置できる。第2冷凍装置群5に属する複数の第2冷凍装置50は、集中配置してもよいし、分散配置してもよい。
The
複数の第2冷凍装置50の各々は、複数の第1冷凍装置20の各々が好適に対応する温度帯よりも低い温度帯に好適に対応するように構成されている。すなわち、第1冷凍装置20と第2冷凍装置50は冷凍能力帯が異なる。或る実施形態では、複数の第1冷凍装置20の各々は、複数の第1冷熱側熱交換器44に導入される第3熱媒体の温度帯が冷蔵(例えば、-10℃以上10℃以下)となるように構成されている。そして、複数の第2冷凍装置50の各々は、複数の第2冷熱側熱交換器64に導入される第5熱媒体の温度帯が冷凍(例えば、-40℃以上-20℃以下)となるように構成されている。
Each of the multiple
上記の構成によれば、冷凍システム1は、上述した複数の第1冷凍装置20及び複数の第2冷凍装置50を備える。この場合には、冷凍能力帯が異なる第1冷凍装置20と第2冷凍装置50を選択的に稼働させることで、冷凍システム1の効率の最適化が図れる。
According to the above configuration, the
幾つかの実施形態では、図1に示されるように、上述した他の冷凍装置11は、複数の第2冷凍装置50を少なくとも含み、上述した冷凍システム1は、第2冷熱回収回路6をさらに備える。図1に示されるように、上述した第2排熱回収ライン12は、第1冷熱回収回路4及び複数の第2冷凍装置50の各々の第2凝縮器52に第3熱媒体を流通可能に接続されている。
In some embodiments, as shown in FIG. 1, the other refrigeration device 11 described above includes at least a plurality of
図1に示される実施形態では、第2排熱用熱媒体導入ライン13の上流端部、すなわち、導入側本管131の一端は、第3熱媒体導入ライン42における最上流の第1冷熱側熱交換器44よりも上流側、且つポンプ45よりも下流側の接続位置P1において、第3熱媒体導入ライン42に接続されている。これにより、第3熱媒体導入ライン42から第2排熱用熱媒体導入ライン13に第3熱媒体が導入されるようになっている。
In the embodiment shown in FIG. 1, the upstream end of the second waste heat heat
図1に示される実施形態では、第2排熱用熱媒体排出ライン14の下流端部、すなわち、排出側本管141の一端は、第3熱媒体導入ライン42における最下流の第1冷熱側熱交換器44よりも下流側、且つ最上流の導入側分岐管422の接続位置よりも上流側の接続位置P2において、第3熱媒体導入ライン42に接続されている。これにより、第2排熱用熱媒体排出ライン14から第3熱媒体導入ライン42に第3熱媒体が導入されるようになっている。
In the embodiment shown in FIG. 1, the downstream end of the second heat transfer
上記の構成によれば、第2排熱回収ライン12が第1冷熱回収回路4に接続されることで、複数の第2冷凍装置50から排出される排熱をまとめて第1冷熱回収回路4に回収させることができる。この場合には、複数の第2冷凍装置50の各々の第2凝縮器52の凝縮圧力を比較的低圧に保つことができるため、外気温度によらず複数の第2冷凍装置50の冷凍能力の維持が容易となる。
With the above configuration, the second exhaust
幾つかの実施形態では、図2に示されるように、上述した他の冷凍装置11は、複数の第2冷凍装置50を少なくとも含み、上述した冷凍システム1は、第2冷熱回収回路6をさらに備える。図2に示されるように、上述した第2排熱回収ライン12は、第1排熱回収ライン3及び複数の第2冷凍装置50の各々の第2凝縮器52に第2熱媒体を流通可能に接続されている。
In some embodiments, as shown in FIG. 2, the other refrigeration device 11 described above includes at least a plurality of
図2に示される実施形態では、第2排熱用熱媒体導入ライン13の上流端部、すなわち、導入側本管131の一端は、第2熱媒体導入ライン31における最上流の導入側分岐管312の接続位置よりも上流側、且つポンプ34よりも下流側の接続位置P3において、第2熱媒体導入ライン31に接続されている。これにより、第2熱媒体導入ライン31から第2排熱用熱媒体導入ライン13に第2熱媒体が導入されるようになっている。
In the embodiment shown in FIG. 2, the upstream end of the second waste heat heat
図2に示される実施形態では、第2排熱用熱媒体排出ライン14の下流端部、すなわち、排出側本管141の一端は、第2熱媒体排出ライン32における最下流の排出側分岐管322の接続位置よりも下流側の接続位置P4において、第2熱媒体排出ライン32に接続されている。これにより、第2排熱用熱媒体排出ライン14から第2熱媒体排出ライン32に第2熱媒体が導入されるようになっている。
In the embodiment shown in FIG. 2, the downstream end of the second heat
上記の構成によれば、第2排熱回収ライン12が第1排熱回収ライン3に接続されることで、複数の第2冷凍装置50から排出される排熱をまとめて第1排熱回収ライン3に回収させることができる。この場合には、複数の第2冷凍装置50から排出される排熱をまとめて第1冷熱回収回路4に回収させる場合に比べて、複数の第1冷凍装置20の冷凍能力が小さくできため、冷凍システム1の製造コストの低減が図れる。また、上記の構成によれば、第2排熱回収ライン12が第1排熱回収ライン3に接続されることで、複数の第2冷凍装置50から排出される排熱をまとめて第1冷熱回収回路4に回収させる場合に比べて、複数の第1冷凍装置20間の圧力損失の差や複数の第2冷凍装置50間の圧力損失の差を小さなものとすることができるため、冷凍システム1の構築が容易となる。
According to the above configuration, by connecting the second exhaust
幾つかの実施形態では、図3に示されるように、上述した他の冷凍装置11は、複数の第2冷凍装置50を少なくとも含み、上述した冷凍システム1は、第2冷熱回収回路6をさらに備える。上述した第2熱媒体と上述した第3熱媒体は、同種の熱媒体(第2排熱用熱媒体)からなる。図3に示されるように、上述した第2排熱回収ライン12は、第1導入ライン81を介して第3熱媒体導入ライン42に接続され、第2導入ライン82を介して第2熱媒体導入ライン31に接続され、第1排出ライン83を介して第3熱媒体戻しライン43に接続され、第2排出ライン84を介して第2熱媒体排出ライン32に接続されている。上述した冷凍システム1は、第1導入ライン81、第2導入ライン82、第1排出ライン83及び第2排出ライン84の夫々を流れる熱媒体の流量を調整可能に構成された複数の流量調整弁85、86、87、88をさらに備える。
In some embodiments, as shown in FIG. 3, the other refrigeration device 11 includes at least a plurality of
図3に示される実施形態では、第1導入ライン81の一端は、上述した接続位置P1において第3熱媒体導入ライン42に接続されている。第2導入ライン82の一端は、上述した接続位置P3において第2熱媒体導入ライン31に接続されている。第1導入ライン81の他端及び第2導入ライン82の他端の各々は、接続位置P5において、第2排熱用熱媒体導入ライン13の上流端部、すなわち、導入側本管131の一端に接続されている。
In the embodiment shown in FIG. 3, one end of the
図3に示される実施形態では、第1排出ライン83の一端は、上述した接続位置P2において第3熱媒体導入ライン42に接続されている。第2排出ライン84の一端は、上述した接続位置P4において第2熱媒体排出ライン32に接続されている。第1排出ライン83の他端及び第2排出ライン84の他端の各々は、接続位置P6において、第2排熱用熱媒体排出ライン14の下流端部、すなわち、排出側本管141の一端に接続されている。
In the embodiment shown in FIG. 3, one end of the
図3に示される実施形態では、上述した複数の流量調整弁85、86、87、88は、
第1導入ライン81に設けられた流量調整弁85と、第2導入ライン82に設けられた流量調整弁86と、第1排出ライン83に設けられた流量調整弁87と、第2排出ライン84に設けられた流量調整弁88と、を含む。これらの流量調整弁85、86、87、88は、全閉と全開に開度調整可能な開閉弁でもよいし、全閉と全開とこれらの間の少なくとも1つの中間開度に開度調整可能な開度調整弁でもよい。
In the embodiment shown in FIG. 3, the above-mentioned multiple flow
The system includes a flow
流量調整弁85、87を開き、流量調整弁86、88を閉じることで、複数の第2冷凍装置50から排出される排熱をまとめて第1冷熱回収回路4に回収させる状態にすることができる。流量調整弁86、88を開き、流量調整弁85、87を閉じることで、複数の第2冷凍装置50から排出される排熱をまとめて第1排熱回収ライン3に回収させる状態にすることができる。
By opening the flow
上記の構成によれば、複数の流量調整弁85、86、87、88を開閉することで、複数の第2冷凍装置50から排出される排熱をまとめて第1冷熱回収回路4に回収させる状態と、まとめて第1排熱回収ライン3に回収させる状態と、に選択的に切り替えることができる。この場合には、複数の第2冷凍装置50から排出される排熱をまとめて第1冷熱回収回路4に回収させる状態と、まとめて第1排熱回収ライン3に回収させる状態との長所を適時に生かすことができる。
With the above configuration, by opening and closing the multiple flow
なお、上述した流量調整弁85、86の代わりに、第2排熱用熱媒体の導入元を第1導入ライン81と第2導入ライン82に切り替え可能な三方弁を接続位置P5に配置してもよい。また、上述した流量調整弁87、88の代わりに、第2排熱用熱媒体の排出先を第1排出ライン83と第2排出ライン84に切り替え可能な三方弁を接続位置P6に配置してもよい。
In addition, instead of the above-mentioned flow
(第1冷凍装置の具体例)
幾つかの実施形態では、図4に示されるように、上述した複数の第1冷凍装置20の各々は、第1冷凍装置20の構成機器である、第1冷凍回路21、第1凝縮器22、第1蒸発器23、第1圧縮機24及び第1膨張器25を囲む外枠体26をさらに含む。図示される実施形態では、外枠体26は、第1冷凍装置20の構成機器を収容する内部空間を形成する筐体であるが、第1冷凍装置20の構成機器を囲む複数のフレームからなるフレーム体(骨組み)であってもよい。図示される実施形態では、外枠体26には、第1凝縮器22に接続される導入側分岐管312を挿通させる挿通孔261、第1凝縮器22に接続される排出側分岐管322を挿通させる挿通孔262、第1蒸発器23に接続される導入側分岐管422を挿通させる挿通孔263及び第1蒸発器23に接続される排出側分岐管432を挿通させる挿通孔264が形成されている。
(Specific example of first refrigeration device)
In some embodiments, as shown in Fig. 4, each of the above-mentioned multiple
幾つかの実施形態では、図4に示されるように、上述した複数の第1冷凍装置20の各々は、第1冷凍装置20の構成機器を制御するためのコントローラ27をさらに含む。図示される実施形態では、コントローラ27は、外枠体26の内部に収容されている。コントローラ27は、第1冷凍装置20の構成機器を制御するための電子制御ユニットであり、図示しないCPU(プロセッサ)や、ROMやRAMといったメモリ、外部記憶装置などの記憶装置、I/Oインターフェース、通信インターフェースなどからなるマイクロコンピュータとして構成される。コントローラ27は、例えば、第1蒸発器23から排出される第3熱媒体の温度が目標温度になるように、第1圧縮機24の出力を制御するように構成される。
In some embodiments, as shown in FIG. 4, each of the plurality of
上述した複数の第1冷凍装置20の各々は、図4に示されるように、第1冷凍回路21に設けられ、第1熱媒体を貯留可能に構成されたバッファタンク28をさらに含んでいてもよい。上述した圧縮機24は、一段の圧縮機構241を有する一段圧縮機であってもよい。
As shown in FIG. 4, each of the
(第2冷凍装置の具体例)
幾つかの実施形態では、図5及び図6に示されるように、上述した複数の第2冷凍装置50の各々は、第2冷凍装置50の構成機器である、第2冷凍回路51、第2凝縮器52、第2蒸発器53、第2圧縮機54及び第2膨張器55を囲む外枠体56をさらに含む。図示される実施形態では、外枠体56は、第2冷凍装置50の構成機器を収容する内部空間を形成する筐体であるが、第2冷凍装置50の構成機器を囲む複数のフレームからなるフレーム体(骨組み)であってもよい。図示される実施形態では、外枠体56には、第2凝縮器52に接続される導入側分岐管132を挿通させる挿通孔561、第2凝縮器52に接続される排出側分岐管142を挿通させる挿通孔562、第2蒸発器53に接続される導入側分岐管622を挿通させる挿通孔563及び第2蒸発器53に接続される排出側分岐管632を挿通させる挿通孔564が形成されている。
(Specific example of second refrigeration device)
In some embodiments, as shown in Fig. 5 and Fig. 6, each of the above-mentioned multiple
幾つかの実施形態では、図5及び図6に示されるように、上述した複数の第2冷凍装置50の各々は、第2冷凍装置50の構成機器を制御するためのコントローラ57をさらに含む。図示される実施形態では、コントローラ57は、外枠体56の内部に収容されている。コントローラ57は、第2冷凍装置50の構成機器を制御するための電子制御ユニットであり、図示しないCPU(プロセッサ)や、ROMやRAMといったメモリ、外部記憶装置などの記憶装置、I/Oインターフェース、通信インターフェースなどからなるマイクロコンピュータとして構成される。コントローラ57は、例えば、第2蒸発器53から排出される第5熱媒体の温度が目標温度になるように、第2圧縮機54の出力を制御するように構成される。
In some embodiments, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, each of the plurality of
図1~図3に示される実施形態では、冷凍システム1は、複数の第1冷凍装置20の各々のコントローラ27及び複数の第2冷凍装置50の各々のコントローラ57に電気信号を送受信可能に接続された総括コントローラ100をさらに備える。総括コントローラ100は、冷凍システム1の運転を制御するための電子制御ユニットであり、図示しないCPU(プロセッサ)や、ROMやRAMといったメモリ、外部記憶装置などの記憶装置、I/Oインターフェース、通信インターフェースなどからなるマイクロコンピュータとして構成される。
In the embodiment shown in Figures 1 to 3, the
総括コントローラ100は、第1冷凍装置群2に属する複数の第1冷凍装置20及び第2冷凍装置群5に属する複数の第2冷凍装置50の各々の運転及び運転停止の判断を行い、上記判断に基づいて各冷凍装置20、50のコントローラ27、57に対して運転するか否かを示す信号である運転信号を送信してもよい。コントローラ27、57は、総括コントローラ100からの運転信号に応じて、対応する冷凍装置20、50の運転、運転停止を制御してもよい。
The
複数の第1冷凍装置20の各々が、第1蒸発器23から排出される第3熱媒体の温度が目標温度になるように動作する場合には、総括コントローラ100は、複数の第1冷凍装置20の各々に対して上記目標温度を設定してもよい。総括コントローラ100は、例えば、各第1冷凍装置20の圧縮機24の運転負荷が均一になるように、複数の第1冷凍装置20の各々の目標温度を設定してもよい。総括コントローラ100は、各第1冷凍装置20の圧縮機24の回転数と運転時間とを積算し、各第1冷凍装置20の圧縮機24の稼働状況を確認し、圧縮機24の運転負荷が高い第1冷凍装置20の上記目標温度を他の第1冷凍装置20の上記目標温度よりも高めに設定することで、運転負荷が高い第1冷凍装置20の圧縮機24の回転数を下げてもよい。
When each of the multiple
また、総括コントローラ100は、第1冷凍装置群2に属する複数の第1冷凍装置20の冷凍負荷が小さいときに、一部の第1冷凍装置20を停止させるようにし、冷凍負荷が小さいときに停止させる第1冷凍装置20をローテーションすることで、特定の第1冷凍装置20の運転負荷が高くなることを抑制可能である。
In addition, the
複数の第2冷凍装置50の各々が、第2蒸発器53から排出される第5熱媒体の温度が目標温度になるように動作する場合には、総括コントローラ100は、複数の第2冷凍装置50の各々に対して上記目標温度を設定してもよい。総括コントローラ100は、例えば、各第2冷凍装置50の圧縮機54の運転負荷が均一になるように、複数の第2冷凍装置50の各々の目標温度を設定してもよい。総括コントローラ100は、各第2冷凍装置50の圧縮機54の回転数と運転時間とを積算し、各第2冷凍装置50の圧縮機54の稼働状況を確認し、圧縮機54の運転負荷が高い第2冷凍装置50の上記目標温度を他の第2冷凍装置50の上記目標温度よりも高めに設定することで、運転負荷が高い第2冷凍装置50の圧縮機54の回転数を下げてもよい。
When each of the multiple
また、総括コントローラ100は、第2冷凍装置群5に属する複数の第2冷凍装置50の冷凍負荷が小さいときに、一部の第2冷凍装置50を停止させるようにし、冷凍負荷が小さいときに停止させる第2冷凍装置50をローテーションすることで、特定の第2冷凍装置50の運転負荷が高くなることを抑制可能である。
In addition, the
総括コントローラ100は、第1冷凍装置群2の冷凍負荷と第2冷凍装置群5の冷凍負荷を比較して冷凍負荷の高い冷凍装置群への熱媒体の循環量を、冷凍負荷の低い冷凍装置群への熱媒体の循環量よりも大きくしてもよい。また、総括コントローラ100は、第1冷凍装置群2の電力消費量と第2冷凍装置群5の電力消費量との合計値が最小となるように各冷凍装置20、50の運転を制御してもよいし、上記合計値が所定値を超えないように各冷凍装置20、50の運転を制御してもよい。総括コントローラ100は、予め設定された予冷スケージュールに基づいて、第1冷凍装置群2の冷凍負荷や第2冷凍装置群5の冷凍負荷を予測して、各冷凍装置20、50の運転を制御してもよい。
The
上述した複数の第2冷凍装置50の各々は、図5に示されるように、第2冷凍回路51に設けられ、第4熱媒体を貯留可能に構成されたバッファタンク58をさらに含んでいてもよい。上述した圧縮機54は、一段の圧縮機構541を有する一段圧縮機であってもよい。
As shown in FIG. 5, each of the
上述した圧縮機54は、図6に示されるように、直列に配置された二段の圧縮機構542、543を有する二段圧縮機54Aであってもよい。複数の第2冷凍装置50から排出される排熱をまとめて第1排熱回収ライン3に回収させる場合には、複数の第2冷凍装置50から排出される排熱をまとめて第1冷熱回収回路4に回収させる場合に比べて、複数の第2冷凍装置50の各々の圧縮機54に要求される圧力比が大きなものとなる。複数の第2冷凍装置50の各々の圧縮機54を2段圧縮機54Aとすることで、要求される圧力比に容易に対応可能となる。
The
上述した複数の第2冷凍装置50の各々は、図6に示されるように、気液分離器591と、ガス流路592と、逆止弁593と、前段膨張器594と、をさらに含んでいてもよい。気液分離器591は、第2冷凍回路51の第2凝縮器52よりも下流側、且つ第2膨張器55よりも上流側に設けられ、第4熱媒体を気相と液相に分離するように構成される。前段膨張器594は、第2冷凍回路51の第2凝縮器52よりも下流側、且つ気液分離器591よりも上流側に設けられ、第4熱媒体を膨張させるように構成される。ガス流路592は、気液分離器591の気相からガス状の第4熱媒体を取り出して、2段圧縮機54Aの圧縮機構542、543間に導く流路である。逆止弁593は、ガス流路592における気液分離器591へのガス状の第4熱媒体の逆流を抑制するためのものである。ガス流路592を介して2段圧縮機54Aの圧縮機構542、543間にガス状の第4熱媒体を導くことで、第2冷凍装置50の効率向上が図れる。
Each of the above-mentioned multiple
幾つかの実施形態では、図4に示されるように、上述した冷凍システム1は、複数の第1冷凍装置20の各々に対して個別に設けられる複数の流量調整弁9(91、92、93、94)をさらに備える。複数の流量調整弁9は、第2熱媒体導入ライン31の第1凝縮器22に接続される導入側分岐管312、及び、第3熱媒体導入ライン42の第1蒸発器23に接続される導入側分岐管422、の夫々を流れる熱媒体の流量を調整可能に構成されている。
In some embodiments, as shown in FIG. 4, the
図4に示される実施形態では、導入側分岐管312には、手動操作により開閉される手動弁91と、電気により駆動してコントローラ27からの開閉指示により開閉される自動弁92と、が設けられている。図示される実施形態では、手動弁91は、挿通孔261又は外枠体26の外部に配置され、自動弁92は、外枠体26の内部に配置されている。
In the embodiment shown in FIG. 4, the
図4に示される実施形態では、導入側分岐管422には、手動操作により開閉される手動弁93と、電気により駆動してコントローラ27からの開閉指示により開閉される自動弁94と、が設けられている。図示される実施形態では、手動弁93は、挿通孔263又は外枠体26の外部に配置され、自動弁94は、外枠体26の内部に配置されている。なお、上述した複数の流量調整弁9は、手動弁91、93の組み合わせと、自動弁92、94の組み合わせの何れか一方の組み合わせであってもよい。
In the embodiment shown in FIG. 4, the
上記の構成によれば、複数の流量調整弁9を閉じることで、対象となる第1冷凍装置20の、共通の第1排熱回収ライン3及び共通の第1冷熱回収回路4との接続を解除できる。この場合には、上記対象となる第1冷凍装置20が運転停止状態であるときの圧力損失を低減できる。
With the above configuration, by closing the multiple flow rate control valves 9, the target
幾つかの実施形態では、図4に示されるように、上述した冷凍システム1は、複数の第1冷凍装置20の各々に対して個別に設けられる複数の流量調整弁9(91、92、95、96)を備える。流量調整弁95は、第2熱媒体排出ライン32の第1凝縮器22に接続される排出側分岐管322に設けられる、手動操作により開閉される手動弁である。流量調整弁96は、第3熱媒体戻しライン43の第1蒸発器23に接続される排出側分岐管432に設けられる、手動操作により開閉される手動弁である。流量調整弁95、96は、挿通孔262、264又は外枠体26の外部に配置される。この場合には、複数の流量調整弁9(91、92、95、96)を閉じることにより、対象となる第1冷凍装置20の、共通の第1排熱回収ライン3及び共通の第1冷熱回収回路4との接続を解除できる。この場合には、上記対象となる第1冷凍装置20を冷凍システム1から取り外すことが容易となる。
In some embodiments, as shown in FIG. 4, the above-mentioned
幾つかの実施形態では、図5及び図6に示されるように、上述した冷凍システム1は、複数の第2冷凍装置50の各々に対して個別に設けられる複数の流量調整弁10(101、102、103、104)をさらに備える。複数の流量調整弁10は、第2凝縮器52に接続される導入側分岐管132、及び、第2蒸発器53に接続される導入側分岐管622、の夫々を流れる熱媒体の流量を調整可能に構成されている。
In some embodiments, as shown in Figs. 5 and 6, the above-mentioned
図5及び図6に示される実施形態では、導入側分岐管132には、手動操作により開閉される手動弁101と、電気により駆動してコントローラ57からの開閉指示により開閉される自動弁102と、が設けられている。図示される実施形態では、手動弁101は、挿通孔561又は外枠体56の外部に配置され、自動弁102は、外枠体56の内部に配置されている。
In the embodiment shown in Figures 5 and 6, the
図5及び図6に示される実施形態では、導入側分岐管622には、手動操作により開閉される手動弁103と、電気により駆動してコントローラ57からの開閉指示により開閉される自動弁104と、が設けられている。図示される実施形態では、手動弁103は、挿通孔563又は外枠体56の外部に配置され、自動弁104は、外枠体56の内部に配置されている。なお、上述した複数の流量調整弁10は、手動弁101、103の組み合わせと、自動弁102、104の組み合わせの何れか一方の組み合わせであってもよい。
5 and 6, the
上記の構成によれば、複数の流量調整弁10を閉じることで、対象となる第2冷凍装置50の、共通の第2排熱回収ライン12及び共通の第2冷熱回収回路6との接続を解除できる。この場合には、上記対象となる第2冷凍装置50が運転停止状態であるときの圧力損失を低減できる。
With the above configuration, by closing the multiple flow rate control valves 10, the target
幾つかの実施形態では、図5及び図6に示されるように、上述した冷凍システム1は、複数の第2冷凍装置50の各々に対して個別に設けられる複数の流量調整弁10(101、102、105、106)を備える。流量調整弁105は、第2凝縮器52に接続される排出側分岐管142に設けられる、手動操作により開閉される手動弁である。流量調整弁106は、第2蒸発器53に接続される排出側分岐管632に設けられる、手動操作により開閉される手動弁である。流量調整弁105、106は、挿通孔562、564又は外枠体56の外部に配置される。この場合には、複数の流量調整弁10(101、102、105、106)を閉じることにより、対象となる第2冷凍装置50の、共通の第2排熱回収ライン12及び共通の第2冷熱回収回路6との接続を解除できる。この場合には、上記対象となる第2冷凍装置50を冷凍システム1から取り外すことが容易となる。
In some embodiments, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, the above-mentioned
幾つかの実施形態では、上述した複数の第1冷凍装置20の各々の第1冷凍回路21を循環する第1熱媒体は、二酸化炭素からなる。複数の第1冷凍装置20の各々の冷媒である第1熱媒体を二酸化炭素とすることで、複数の第1冷凍装置20の各々を屋外又は屋内の何れにも設置できるため、複数の第1冷凍装置20の各々の設置場所の自由度が高い。また、第1熱媒体を二酸化炭素とすることで、第1熱媒体をアンモニア等とした場合に比べて、複数の第1冷凍装置20の維持コストを低減できる。仮に第1熱媒体をアンモニアとした場合には、アンモニアを中和するための設備を要するため、冷凍システム1の設置面積が増大するとともに、メンテナンスに工数が必要になるため、維持コストの高額化を招く虞がある。また、第1熱媒体をアンモニアとした場合には、第1冷凍装置20が比較的大型なものとなるため、設置場所が屋外に制限される虞がある。
In some embodiments, the first heat medium circulating through the
幾つかの実施形態では、上述した複数の第2冷凍装置50の各々の第2冷凍回路51を循環する第4熱媒体は、二酸化炭素からなる。複数の第2冷凍装置50の各々の冷媒である第4熱媒体を二酸化炭素とすることで、複数の第2冷凍装置50の各々を屋外又は屋内の何れにも設置できるため、複数の第2冷凍装置50の各々の設置場所の自由度が高い。また、第4熱媒体を二酸化炭素とすることで、第4熱媒体をアンモニア等とした場合に比べて、複数の第2冷凍装置50の維持コストを低減できる。
In some embodiments, the fourth heat medium circulating through the
図7は、本開示の一実施形態に係る冷凍システムの概略斜視図である。幾つかの実施形態では、上述した複数の第1冷凍装置20の各々は、第1冷凍回路21、第1凝縮器22及び第1蒸発器23を囲む上述した外枠体26(図1~図4参照)を含む。上述した複数の第1冷凍装置20は、外枠体26同士を積層させる2以上の第1冷凍装置20を含む。
FIG. 7 is a schematic perspective view of a refrigeration system according to one embodiment of the present disclosure. In some embodiments, each of the above-mentioned multiple
上記の構成によれば、2以上の第1冷凍装置20を外枠体26同士を積層させて配置することで、複数の第1冷凍装置20の水平方向における設置スペースを低減できる。なお、2以上の第2冷凍装置50を外枠体56同士を積層させて配置してもよいし、外枠体56の上に外枠体26を積層させて配置してもよいし、外枠体26の上に外枠体56を積層させて配置してもよい。
With the above configuration, by arranging two or more
(冷凍システムの改造方法)
以下、比較例に係る冷凍システム01から本開示の一実施形態に係る冷凍システム1への改造方法について説明する。図8は、比較例に係る冷凍システム01の概略斜視図である。図9は、比較例に係る冷凍システム01から本開示の一実施形態に係る冷凍システム1に改造する際の中間状態の冷凍システムの概略斜視図である。
(How to modify a refrigeration system)
A method of retrofitting a
比較例に係る冷凍システム01は、図8に示されるように、上述した第1排熱回収ライン3及び上述した第1冷熱回収回路4に接続された、アンモニアを冷媒とするアンモニア冷凍機15A(15)を備える。比較例に係る冷凍システム01は、上述した第2排熱回収ライン12及び上述した第2冷熱回収回路6に接続された、アンモニアを冷媒とするアンモニア冷凍機15B(15)をさらに備えていてもよい。
As shown in FIG. 8, the
図9に示されるように、比較例に係る冷凍システム01に対して上述した複数の第1冷凍装置20を追加することが行われる。具体的には、複数の第1冷凍装置20を設置した後に、第1排熱回収ライン3及び第1冷熱回収回路4に接続することが行われる。なお、比較例に係る冷凍システム01に対して上述した複数の第2冷凍装置50を追加することが行われてもよい。具体的には、複数の第2冷凍装置50を設置した後に、第2排熱回収ライン12及び第2冷熱回収回路6に接続することが行われる。図9に示されるような中間状態では、上述したアンモニア冷凍機15(15A、15B)、複数の第1冷凍装置20及び複数の第2冷凍装置50により、冷却対象を冷却するための冷熱エネルギを生成してもよい。
As shown in FIG. 9, the above-mentioned multiple
図7に示されるように、中間状態の冷凍システムにおいて、アンモニア冷凍機15(15A、15B)を接続されているラインとの接続を解除し、冷凍システムから取り除くことで、本開示の一実施形態に係る冷凍システム1になる。なお、比較例に係る冷凍システム01がアンモニア冷凍機15Bを備えない場合において、複数の第2冷凍装置50及び第2冷熱回収回路6を追設してもよい。
As shown in FIG. 7, in a refrigeration system in an intermediate state, the ammonia refrigerator 15 (15A, 15B) is disconnected from the connected line and removed from the refrigeration system to form the
上述した幾つかの実施形態では、上述した他の冷凍装置11は、複数の第2冷凍装置50を含んでいたが、複数の第2冷凍装置50を含んでいなくてもよい。
In some of the embodiments described above, the other refrigeration device 11 described above includes multiple
幾つかの実施形態では、上述した複数の第1冷凍装置20の各々の第1冷凍回路21を循環する第1熱媒体は、二酸化炭素からなる。上述した他の冷凍装置11は、図9に示されるように、アンモニアを冷媒とするアンモニア冷凍機15を含む。
In some embodiments, the first heat medium circulating through the
上記の構成によれば、複数の第1冷凍装置20の各々とアンモニア冷凍機15とで、冷媒が異なり、COP(エネルギ消費効率)/温度曲線等の冷媒特性も異なる。冷凍システム1の負荷、冷凍能力や要求温度帯等に応じて、複数の第1冷凍装置20の各々とアンモニア冷凍機15とを各々の冷媒特性に応じた使い分けを行うことができるため、冷凍システム1の運転効率の向上が可能となる。
With the above configuration, the multiple
本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
In this specification, expressions expressing relative or absolute configuration, such as "in a certain direction,""along a certain direction,""parallel,""orthogonal,""center,""concentric," or "coaxial," do not only strictly represent such a configuration, but also represent a state in which there is a relative displacement with a tolerance or an angle or distance to the extent that the same function is obtained.
For example, expressions indicating that things are in an equal state, such as "identical,""equal," and "homogeneous," not only indicate a state of strict equality, but also indicate a state in which there is a tolerance or a difference to the extent that the same function is obtained.
Furthermore, in this specification, expressions describing shapes such as a rectangular shape or a cylindrical shape do not only refer to shapes such as a rectangular shape or a cylindrical shape in the strict geometric sense, but also refer to shapes that include uneven portions, chamfered portions, etc., to the extent that the same effect can be obtained.
In addition, in this specification, the expressions "comprise,""include," or "have" a certain element are not exclusive expressions that exclude the presence of other elements.
本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。 This disclosure is not limited to the above-described embodiments, but also includes modifications to the above-described embodiments and appropriate combinations of these embodiments.
上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握されるものである。 The contents described in the above-mentioned embodiments can be understood, for example, as follows:
1)本開示の少なくとも一実施形態に係る冷凍システム(1)は、
第1熱媒体を循環させる第1冷凍回路(21)、
前記第1冷凍回路(21)に設けられ、前記第1熱媒体の熱エネルギを第2熱媒体に伝達可能に構成された第1凝縮器(22)、及び
前記第1冷凍回路(21)に設けられ、前記第1熱媒体の冷熱エネルギを第3熱媒体に伝達可能に構成された第1蒸発器(23)、を夫々含む複数の第1冷凍装置(20)と、
前記第2熱媒体が流れる第1排熱回収ライン(3)であって、前記複数の第1冷凍装置(20)の各々の前記第1凝縮器(22)に前記第2熱媒体を流通可能に接続された第1排熱回収ライン(3)と、
前記第3熱媒体を循環させる第1冷熱回収回路(4)であって、前記複数の第1冷凍装置(4)の各々の前記第1蒸発器(23)に前記第3熱媒体を流通可能に接続された第1冷熱回収回路(4)と、
前記複数の第1冷凍装置(20)とは異なる他の冷凍装置(11)と、
前記他の冷凍装置(11)から熱エネルギを回収する熱媒体が流れる第2排熱回収ライン(12)であって、前記第1冷熱回収回路(4)又は前記第1排熱回収ライン(3)の少なくとも一方と前記熱媒体を流通可能に接続された第2排熱回収ライン(12)と、を備える。
1) At least one embodiment of the refrigeration system (1) according to the present disclosure comprises:
a first refrigeration circuit (21) for circulating a first heat medium;
a first condenser (22) provided in the first refrigeration circuit (21) and configured to be capable of transferring thermal energy of the first heat medium to a second heat medium; and a first evaporator (23) provided in the first refrigeration circuit (21) and configured to be capable of transferring cold energy of the first heat medium to a third heat medium;
a first exhaust heat recovery line (3) through which the second heat medium flows, the first exhaust heat recovery line (3) being connected to each of the first condensers (22) of the plurality of first refrigeration devices (20) so as to be capable of flowing the second heat medium;
a first cold heat recovery circuit (4) for circulating the third heat medium, the first cold heat recovery circuit (4) being connected to the first evaporator (23) of each of the plurality of first refrigeration devices (4) so as to be capable of flowing the third heat medium;
a refrigeration device (11) different from the plurality of first refrigeration devices (20);
The system further includes a second exhaust heat recovery line (12) through which a heat medium flows for recovering thermal energy from the other refrigeration device (11), the second exhaust heat recovery line (12) being connected to at least one of the first cold heat recovery circuit (4) or the first exhaust heat recovery line (3) so that the heat medium can flow through the second exhaust heat recovery line (12).
上記1)の構成によれば、複数の第1冷凍装置(20)の各々が共通の第1排熱回収ライン(3)及び共通の第1冷熱回収回路(4)に接続されているため、一つの第1冷凍装置(20)が故障等により停止しても、他の第1冷凍装置(20)を運転させることで、冷凍システム(1)を継続的に運転できる。また、故障した第1冷凍装置(20)だけを新たな第1冷凍装置(20)に交換するだけで、冷凍システム(1)を元の状態に戻すことができる。このような冷凍システム(1)は、冷凍システム(1)の安定性を容易に確保できる。 According to the configuration of 1) above, each of the multiple first refrigeration devices (20) is connected to a common first exhaust heat recovery line (3) and a common first cold heat recovery circuit (4), so even if one first refrigeration device (20) stops due to a malfunction or the like, the refrigeration system (1) can be operated continuously by operating the other first refrigeration devices (20). Furthermore, the refrigeration system (1) can be restored to its original state simply by replacing only the malfunctioning first refrigeration device (20) with a new first refrigeration device (20). Such a refrigeration system (1) can easily ensure the stability of the refrigeration system (1).
また、上記1)の構成によれば、他の冷凍装置(11)が第2排熱回収ライン(12)を介して第1冷熱回収回路(4)又は第1排熱回収ライン(3)の少なくとも一方に接続されているため、複数の第1冷凍装置(20)及び他の冷凍装置(11)により冷熱エネルギを生成することができるとともに、複数の第1冷凍装置(20)及び他の冷凍装置(11)を備える冷凍システム1の大型化や複雑化を抑制できる。
Furthermore, according to the configuration of 1) above, since the other refrigeration devices (11) are connected to at least one of the first cold heat recovery circuit (4) or the first exhaust heat recovery line (3) via the second exhaust heat recovery line (12), cold energy can be generated by the multiple first refrigeration devices (20) and the other refrigeration devices (11), and the
2)幾つかの実施形態では、上記1)に記載の冷凍システム(1)であって、
前記他の冷凍装置(11)は、
第4熱媒体を循環させる第2冷凍回路(51)、
前記第2冷凍回路(51)に設けられ、前記第4熱媒体の熱エネルギを前記第3熱媒体に伝達可能に構成された第2凝縮器(52)、及び
前記第2冷凍回路(51)に設けられ、前記第4熱媒体の冷熱エネルギを第5熱媒体に伝達可能に構成された第2蒸発器(53)、を夫々含む複数の第2冷凍装置(50)を少なくとも含み、
前記第2排熱回収ライン(12)は、前記第1冷熱回収回路(4)及び前記複数の第2冷凍装置(50)の各々の前記第2凝縮器(52)に前記第3熱媒体を流通可能に接続され、
前記冷凍システム(1)は、
前記第5熱媒体を循環させる第2冷熱回収回路(6)であって、前記複数の第2冷凍装置(50)の各々の前記第2蒸発器(53)に前記第5熱媒体を流通可能に接続された第2冷熱回収回路(6)をさらに備える。
2) In some embodiments, the refrigeration system (1) according to 1) above,
The other refrigeration device (11) is
a second refrigeration circuit (51) for circulating a fourth heat medium;
the second refrigeration circuit (51) includes a second condenser (52) configured to be capable of transferring thermal energy of the fourth heat medium to the third heat medium, and a second evaporator (53) configured to be capable of transferring cold energy of the fourth heat medium to a fifth heat medium,
the second exhaust heat recovery line (12) is connected to the first cold heat recovery circuit (4) and the second condensers (52) of each of the plurality of second refrigeration devices (50) so as to be capable of circulating the third heat medium;
The refrigeration system (1) comprises:
The system further includes a second cold heat recovery circuit (6) for circulating the fifth heat medium, the second cold heat recovery circuit (6) being connected to the second evaporator (53) of each of the plurality of second refrigeration devices (50) so as to allow the fifth heat medium to flow therethrough.
上記2)の構成によれば、冷凍システム(1)は、複数の第1冷凍装置(20)及び複数の第2冷凍装置(50)を備える。この場合には、冷凍能力帯が異なる第1冷凍装置(20)と第2冷凍装置(50)を選択的に稼働させることで、冷凍システム(1)の効率の最適化が図れる。また、上記2)の構成によれば、第2排熱回収ライン(12)が第1冷熱回収回路(4)に接続されることで、複数の第2冷凍装置(50)から排出される排熱をまとめて第1冷熱回収回路(4)に回収させることができる。この場合には、複数の第2冷凍装置(50)の各々の第2凝縮器(52)の凝縮圧力を比較的低圧に保つことができるため、外気温度によらず複数の第2冷凍装置(50)の冷凍能力の維持が容易となる。 According to the configuration of 2) above, the refrigeration system (1) includes a plurality of first refrigeration devices (20) and a plurality of second refrigeration devices (50). In this case, the efficiency of the refrigeration system (1) can be optimized by selectively operating the first refrigeration devices (20) and the second refrigeration devices (50) having different refrigeration capacity bands. In addition, according to the configuration of 2) above, the second exhaust heat recovery line (12) is connected to the first cold heat recovery circuit (4), so that the exhaust heat discharged from the plurality of second refrigeration devices (50) can be collectively recovered in the first cold heat recovery circuit (4). In this case, the condensation pressure of the second condenser (52) of each of the plurality of second refrigeration devices (50) can be kept relatively low, making it easy to maintain the refrigeration capacity of the plurality of second refrigeration devices (50) regardless of the outside air temperature.
3)幾つかの実施形態では、上記1)に記載の冷凍システム(1)であって、
前記他の冷凍装置(11)は、
第4熱媒体を循環させる第2冷凍回路(51)、
前記第2冷凍回路(51)に設けられ、前記第4熱媒体の熱エネルギを前記第2熱媒体に伝達可能に構成された第2凝縮器(52)、及び
前記第2冷凍回路(51)に設けられ、前記第4熱媒体の冷熱エネルギを第5熱媒体に伝達可能に構成された第2蒸発器(53)、を夫々含む複数の第2冷凍装置(50)を少なくとも含み、
前記第2排熱回収ライン(12)は、前記第1排熱回収ライン(3)及び前記複数の第2冷凍装置(50)の各々の前記第2凝縮器(52)に前記第2熱媒体を流通可能に接続され、
前記冷凍システム(1)は、
前記第5熱媒体を循環させる第2冷熱回収回路(6)であって、前記複数の第2冷凍装置(50)の各々の前記第2蒸発器(53)に前記第5熱媒体を流通可能に接続された第2冷熱回収回路(6)をさらに備える。
3) In some embodiments, the refrigeration system (1) according to 1) above,
The other refrigeration device (11) is
a second refrigeration circuit (51) for circulating a fourth heat medium;
the second refrigeration circuit (51) includes at least a plurality of second refrigeration devices (50), each including a second condenser (52) provided in the second refrigeration circuit (51) and configured to be capable of transferring thermal energy of the fourth heat medium to the second heat medium, and a second evaporator (53) provided in the second refrigeration circuit (51) and configured to be capable of transferring cold energy of the fourth heat medium to a fifth heat medium,
the second exhaust heat recovery line (12) is connected to the first exhaust heat recovery line (3) and the second condensers (52) of each of the plurality of second refrigeration devices (50) so as to be able to circulate the second heat medium;
The refrigeration system (1) comprises:
The system further includes a second cold heat recovery circuit (6) for circulating the fifth heat medium, the second cold heat recovery circuit (6) being connected to the second evaporator (53) of each of the plurality of second refrigeration devices (50) so as to allow the fifth heat medium to flow therethrough.
上記3)の構成によれば、冷凍システム(1)は、複数の第1冷凍装置(20)及び複数の第2冷凍装置(50)を備える。この場合には、冷凍能力帯が異なる第1冷凍装置(20)と第2冷凍装置(50)を選択的に稼働させることで、冷凍システム(1)の効率の最適化が図れる。また、上記3)の構成によれば、第2排熱回収ライン(12)が第1排熱回収ライン(3)に接続されることで、複数の第2冷凍装置(50)から排出される排熱をまとめて第1排熱回収ライン(3)に回収させることができる。この場合には、複数の第2冷凍装置(50)から排出される排熱をまとめて第1冷熱回収回路(4)に回収させる場合に比べて、複数の第1冷凍装置(20)の冷凍能力が小さくできるため、冷凍システム(1)の製造コストの低減が図れる。また、上記3)の構成によれば、第2排熱回収ライン(12)が第1排熱回収ライン(3)に接続されることで、複数の第2冷凍装置(50)から排出される排熱をまとめて第1冷熱回収回路(4)に回収させる場合に比べて、複数の第1冷凍装置(20)間の圧力損失の差や複数の第2冷凍装置(50)間の圧力損失の差を小さなものとすることができるため、冷凍システム(1)の構築が容易となる。 According to the above configuration 3), the refrigeration system (1) includes a plurality of first refrigeration devices (20) and a plurality of second refrigeration devices (50). In this case, the efficiency of the refrigeration system (1) can be optimized by selectively operating the first refrigeration devices (20) and the second refrigeration devices (50) having different refrigeration capacity bands. Also, according to the above configuration 3), the second exhaust heat recovery line (12) is connected to the first exhaust heat recovery line (3), so that the exhaust heat discharged from the plurality of second refrigeration devices (50) can be collected and recovered in the first exhaust heat recovery line (3). In this case, the refrigeration capacity of the plurality of first refrigeration devices (20) can be reduced compared to the case where the exhaust heat discharged from the plurality of second refrigeration devices (50) is collected and recovered in the first cold heat recovery circuit (4), and therefore the manufacturing cost of the refrigeration system (1) can be reduced. In addition, according to the configuration of 3), the second exhaust heat recovery line (12) is connected to the first exhaust heat recovery line (3), so that the difference in pressure loss between the multiple first refrigeration devices (20) and the difference in pressure loss between the multiple second refrigeration devices (50) can be made smaller than when the exhaust heat discharged from the multiple second refrigeration devices (50) is collected and recovered in the first cold heat recovery circuit (4), making it easier to build the refrigeration system (1).
4)幾つかの実施形態では、上記3)に記載の冷凍システム(1)であって、
前記複数の第2冷凍装置(50)の各々は、
前記第2冷凍回路(51)の前記第2蒸発器(53)よりも下流側、且つ前記第2凝縮器(52)よりも上流側に設けられる2段圧縮機(54A)をさらに含む。
4) In some embodiments, the refrigeration system (1) according to 3) above,
Each of the plurality of second refrigeration devices (50) comprises:
The refrigeration system further includes a two-stage compressor (54A) provided downstream of the second evaporator (53) and upstream of the second condenser (52) of the second refrigeration circuit (51).
上記4)の構成によれば、複数の第2冷凍装置(50)から排出される排熱をまとめて第1排熱回収ライン(3)に回収させる場合には、複数の第2冷凍装置(50)から排出される排熱をまとめて第1冷熱回収回路(4)に回収させる場合に比べて、複数の第2冷凍装置(50)の各々の圧縮機(54)に要求される圧力比が大きなものとなる。複数の第2冷凍装置(50)の各々の圧縮機(54)を2段圧縮機(54A)とすることで、要求される圧力比に容易に対応可能となる。 According to the configuration of 4) above, when the exhaust heat discharged from the multiple second refrigeration devices (50) is collected and recovered in the first exhaust heat recovery line (3), the pressure ratio required for the compressor (54) of each of the multiple second refrigeration devices (50) is larger than when the exhaust heat discharged from the multiple second refrigeration devices (50) is collected and recovered in the first cold heat recovery circuit (4). By making each compressor (54) of the multiple second refrigeration devices (50) a two-stage compressor (54A), it becomes possible to easily meet the required pressure ratio.
5)幾つかの実施形態では、上記1)から4)までの何れかに記載の冷凍システム(1)であって、
前記複数の第1冷凍装置(20)の各々の前記第1冷凍回路(21)を循環する前記第1熱媒体は、二酸化炭素からなる。
5) In some embodiments, the refrigeration system (1) according to any one of 1) to 4) above,
The first heat medium circulating through the first refrigeration circuit (21) of each of the plurality of first refrigeration devices (20) is made of carbon dioxide.
上記5)の構成によれば、複数の第1冷凍装置(20)の各々の冷媒である第1熱媒体を二酸化炭素とすることで、複数の第1冷凍装置(20)の各々を屋外又は屋内の何れにも設置できるため、複数の第1冷凍装置(20)の各々の設置場所の自由度が高い。また、第1熱媒体を二酸化炭素とすることで、第1熱媒体をアンモニア等とした場合に比べて、複数の第1冷凍装置(20)の維持コストを低減できる。 According to the configuration of 5) above, by using carbon dioxide as the first heat medium, which is the refrigerant of each of the multiple first refrigeration devices (20), each of the multiple first refrigeration devices (20) can be installed either outdoors or indoors, so there is a high degree of freedom in the installation location of each of the multiple first refrigeration devices (20). In addition, by using carbon dioxide as the first heat medium, the maintenance costs of the multiple first refrigeration devices (20) can be reduced compared to when the first heat medium is ammonia or the like.
6)幾つかの実施形態では、上記2)から4)までの何れかに記載の冷凍システム(1)であって、
前記複数の第2冷凍装置(50)の各々の前記第2冷凍回路(51)を循環する前記第4熱媒体は、二酸化炭素からなる。
6) In some embodiments, the refrigeration system (1) according to any one of 2) to 4) above,
The fourth heat medium circulating through the second refrigeration circuit (51) of each of the plurality of second refrigeration devices (50) is made of carbon dioxide.
上記6)の構成によれば、複数の第2冷凍装置(50)の各々の冷媒である第4熱媒体を二酸化炭素とすることで、複数の第2冷凍装置(50)の各々を屋外又は屋内の何れにも設置できるため、複数の第2冷凍装置(50)の各々の設置場所の自由度が高い。また、第4熱媒体を二酸化炭素とすることで、第4熱媒体をアンモニア等とした場合に比べて、複数の第2冷凍装置(50)の維持コストを低減できる。 According to the above configuration 6), by using carbon dioxide as the fourth heat medium, which is the refrigerant of each of the multiple second refrigeration devices (50), each of the multiple second refrigeration devices (50) can be installed either outdoors or indoors, so there is a high degree of freedom in the installation location of each of the multiple second refrigeration devices (50). In addition, by using carbon dioxide as the fourth heat medium, the maintenance costs of the multiple second refrigeration devices (50) can be reduced compared to when the fourth heat medium is ammonia or the like.
7)幾つかの実施形態では、上記1)から4)までの何れかに記載の冷凍システム(1)であって、
前記複数の第1冷凍装置(20)の各々の前記第1冷凍回路(21)を循環する前記第1熱媒体は、二酸化炭素からなり、
前記他の冷凍装置(11)は、アンモニアを冷媒とするアンモニア冷凍機(15)を含む。
7) In some embodiments, the refrigeration system (1) according to any one of 1) to 4) above,
the first heat medium circulating through the first refrigeration circuit (21) of each of the plurality of first refrigeration devices (20) is made of carbon dioxide;
The other refrigeration device (11) includes an ammonia refrigerator (15) that uses ammonia as a refrigerant.
上記7)の構成によれば、複数の第1冷凍装置(20)の各々とアンモニア冷凍機(15)とで、冷媒が異なり、COP(エネルギ消費効率)/温度曲線等の冷媒特性も異なる。冷凍システム(1)の負荷、冷凍能力や要求温度帯等に応じて、複数の第1冷凍装置(20)の各々とアンモニア冷凍機(15)とを各々の冷媒特性に応じた使い分けを行うことができるため、冷凍システム(1)の運転効率の向上が可能となる。 According to the configuration of 7) above, the refrigerants used in each of the multiple first refrigeration devices (20) and the ammonia refrigerator (15) are different, and the refrigerant characteristics, such as COP (coefficient of performance)/temperature curve, are also different. Depending on the load, refrigeration capacity, required temperature range, etc. of the refrigeration system (1), each of the multiple first refrigeration devices (20) and the ammonia refrigerator (15) can be used according to their respective refrigerant characteristics, thereby improving the operating efficiency of the refrigeration system (1).
8)幾つかの実施形態では、上記2)から6)までの何れかに記載の冷凍システム(1)であって、
前記第2熱媒体と前記第3熱媒体は、同種の熱媒体からなり、
前記第1排熱回収ライン(3)は、
前記複数の第1冷凍装置(20)の各々の前記第1凝縮器(22)に前記第2熱媒体を導くための第2熱媒体導入ライン(31)と、
前記複数の第1冷凍装置(20)の各々の前記第1凝縮器(22)から前記第2熱媒体を排出するための第2熱媒体排出ライン(32)と、を含み、
前記第1冷熱回収回路(4)は、
前記第3熱媒体を貯留するように構成された第3熱媒体貯留タンク(41)と、
前記第3熱媒体貯留タンク(41)から前記複数の第1冷凍装置(20)の各々の前記第1蒸発器(23)に前記第3熱媒体を導くための第3熱媒体導入ライン(42)と、
前記複数の第1冷凍装置(20)の各々の前記第1蒸発器(23)から前記第3熱媒体貯留タンク(41)に前記第3熱媒体を戻すために第3熱媒体戻しライン(43)と、を含み、
前記第2排熱回収ライン(12)は、第1導入ライン(81)を介して前記第3熱媒体導入ライン(42)に接続され、第2導入ライン(82)を介して前記第2熱媒体導入ライン(31)に接続され、第1排出ライン(83)を介して前記第3熱媒体戻しライン(43)に接続され、第2排出ライン(84)を介して前記第2熱媒体排出ライン(32)に接続され、
前記冷凍システム(1)は、
前記第1導入ライン(81)、前記第2導入ライン(82)、前記第1排出ライン(83)及び前記第2排出ライン(84)の夫々を流れる前記熱媒体の流量を調整可能に構成された複数の流量調整弁(85、86、87、88)をさらに備える。
8) In some embodiments, the refrigeration system (1) according to any one of 2) to 6) above,
The second heat medium and the third heat medium are made of the same type of heat medium,
The first exhaust heat recovery line (3)
a second heat medium introduction line (31) for introducing the second heat medium to the first condenser (22) of each of the plurality of first refrigeration devices (20);
a second heat medium discharge line (32) for discharging the second heat medium from the first condenser (22) of each of the plurality of first refrigeration devices (20);
The first cold energy recovery circuit (4) comprises:
A third heat medium storage tank (41) configured to store the third heat medium;
a third heat medium introduction line (42) for introducing the third heat medium from the third heat medium storage tank (41) to the first evaporator (23) of each of the plurality of first refrigeration devices (20);
a third heat medium return line (43) for returning the third heat medium from the first evaporator (23) of each of the plurality of first refrigeration devices (20) to the third heat medium storage tank (41);
the second exhaust heat recovery line (12) is connected to the third heat medium introduction line (42) via a first introduction line (81), connected to the second heat medium introduction line (31) via a second introduction line (82), connected to the third heat medium return line (43) via a first discharge line (83), and connected to the second heat medium discharge line (32) via a second discharge line (84);
The refrigeration system (1) comprises:
The system further includes a plurality of flow rate control valves (85, 86, 87, 88) configured to be capable of adjusting the flow rate of the heat medium flowing through each of the first inlet line (81), the second inlet line (82), the first discharge line (83), and the second discharge line (84).
上記8)の構成によれば、複数の流量調整弁(85、86、87、88)を開閉することで、複数の第2冷凍装置(50)から排出される排熱をまとめて第1冷熱回収回路(4)に回収させる状態とまとめて第1排熱回収ライン(3)に回収させる状態とに選択的に切り替えることができる。この場合には、複数の第2冷凍装置(50)から排出される排熱をまとめて第1冷熱回収回路(4)に回収させる状態と、まとめて第1排熱回収ライン(3)に回収させる状態との長所を適時に生かすことができる。 According to the configuration of 8) above, by opening and closing the multiple flow rate control valves (85, 86, 87, 88), it is possible to selectively switch between a state in which the exhaust heat discharged from the multiple second refrigeration devices (50) is collectively recovered in the first cold heat recovery circuit (4) and a state in which the exhaust heat is collectively recovered in the first exhaust heat recovery line (3). In this case, it is possible to timely utilize the advantages of a state in which the exhaust heat discharged from the multiple second refrigeration devices (50) is collectively recovered in the first cold heat recovery circuit (4) and a state in which the exhaust heat is collectively recovered in the first exhaust heat recovery line (3).
9)幾つかの実施形態では、上記1)から8)までの何れかに記載の冷凍システム(1)であって、
前記第1排熱回収ライン(3)は、
前記複数の第1冷凍装置(20)の各々の前記第1凝縮器(22)に前記第2熱媒体を導くための第2熱媒体導入ライン(31)と、
前記複数の第1冷凍装置(20)の各々の前記第1凝縮器(22)から前記第2熱媒体を排出するための第2熱媒体排出ライン(32)と、を含み、
前記第1冷熱回収回路(4)は、
前記第3熱媒体を貯留するように構成された第3熱媒体貯留タンク(41)と、
前記第3熱媒体貯留タンク(41)から前記複数の第1冷凍装置(20)の各々の前記第1蒸発器(23)に前記第3熱媒体を導くための第3熱媒体導入ライン(42)と、
前記複数の第1冷凍装置(20)の各々の前記第1蒸発器(23)から前記第3熱媒体貯留タンク(41)に前記第3熱媒体を戻すために第3熱媒体戻しライン(43)と、を含み、
前記冷凍システム(1)は、
前記第2熱媒体導入ライン(31)の前記第1凝縮器(22)に接続される導入側分岐管(312)、及び、前記第3熱媒体導入ライン(42)の前記第1蒸発器(23)に接続される導入側分岐管(422)、の夫々を流れる前記熱媒体の流量を調整可能に構成された複数の流量調整弁(9)をさらに備える。
9) In some embodiments, the refrigeration system (1) according to any one of 1) to 8) above,
The first exhaust heat recovery line (3)
a second heat medium introduction line (31) for introducing the second heat medium to the first condenser (22) of each of the plurality of first refrigeration devices (20);
a second heat medium discharge line (32) for discharging the second heat medium from the first condenser (22) of each of the plurality of first refrigeration devices (20);
The first cold energy recovery circuit (4) comprises:
A third heat medium storage tank (41) configured to store the third heat medium;
a third heat medium introduction line (42) for introducing the third heat medium from the third heat medium storage tank (41) to the first evaporator (23) of each of the plurality of first refrigeration devices (20);
a third heat medium return line (43) for returning the third heat medium from the first evaporator (23) of each of the plurality of first refrigeration devices (20) to the third heat medium storage tank (41);
The refrigeration system (1) comprises:
The heat transfer medium introduction line (42) further includes a plurality of flow control valves (9) configured to be capable of adjusting a flow rate of the heat transfer medium flowing through each of an inlet side branch pipe (312) connected to the first condenser (22) of the second heat transfer medium introduction line (31) and an inlet side branch pipe (422) connected to the first evaporator (23) of the third heat transfer medium introduction line (42).
上記9)の構成によれば、複数の流量調整弁(9)を閉じることで、対象となる第1冷凍装置(20)の、共通の第1排熱回収ライン(3)及び共通の第1冷熱回収回路(4)との接続を解除できる。この場合には、上記対象となる第1冷凍装置(20)が運転停止状態であるときの圧力損失を低減できる。 According to the configuration of 9) above, by closing the multiple flow rate control valves (9), the first refrigeration device (20) can be disconnected from the common first exhaust heat recovery line (3) and the common first cold heat recovery circuit (4). In this case, the pressure loss when the first refrigeration device (20) is in a stopped state can be reduced.
10)幾つかの実施形態では、上記1)から9)までの何れかに記載の冷凍システム(1)であって、
前記複数の第1冷凍装置(20)の各々は、前記第1冷凍回路(21)、前記第1凝縮器(22)及び前記第1蒸発器(23)を囲む外枠体(26)をさらに含み、
前記複数の第1冷凍装置(20)は、前記外枠体(26)同士を積層させる2以上の前記第1冷凍装置(20)を含む。
10) In some embodiments, the refrigeration system (1) according to any one of 1) to 9) above,
Each of the plurality of first refrigeration devices (20) further includes an outer frame (26) surrounding the first refrigeration circuit (21), the first condenser (22), and the first evaporator (23),
The plurality of first refrigeration units (20) include two or more first refrigeration units (20) having their outer frames (26) stacked on top of each other.
上記10)の構成によれば、2以上の第1冷凍装置(20)を外枠体(26)同士を積層させて配置することで、複数の第1冷凍装置(20)の水平方向における設置スペースを低減できる。 According to the configuration of 10) above, by arranging two or more first refrigeration units (20) with their outer frames (26) stacked on top of each other, it is possible to reduce the horizontal installation space required for the multiple first refrigeration units (20).
1,01 冷凍システム
2 第1冷凍装置群
3 第1排熱回収ライン
4 第1冷熱回収回路
5 第2冷凍装置群
6 第2冷熱回収回路
9,10 流量調整弁
11 他の冷凍装置
12 第2排熱回収ライン
13 第2排熱用熱媒体導入ライン
14 第2排熱用熱媒体排出ライン
15,15A,15B アンモニア冷凍機
20 第1冷凍装置
21 第1冷凍回路
22 第1凝縮器
23 第1蒸発器
24 第1圧縮機
25 第1膨張器
26,56 外枠体
27,57 コントローラ
28,58 バッファタンク
31 第2熱媒体導入ライン
32 第2熱媒体排出ライン
33 冷却装置
33A 排熱回収装置
33B 冷却器
34,45 ポンプ
41 第3熱媒体貯留タンク
42 第3熱媒体導入ライン
43 第3熱媒体戻しライン
44,64 熱交換器
50 第2冷凍装置
51 第2冷凍回路
52 第2凝縮器
53 第2蒸発器
54 第2圧縮機
55 第2膨張器
61 第5熱媒体貯留タンク
62 第5熱媒体導入ライン
63 第5熱媒体戻しライン
81 第1導入ライン
82 第2導入ライン
83 第1排出ライン
84 第2排出ライン
100 総括コントローラ
591 気液分離器
592 ガス流路
593 逆止弁
594 前段膨張器
P1,P2,P3,P4,P5,P6 接続位置
1,01
Claims (10)
前記第1冷凍回路に設けられ、前記第1熱媒体の熱エネルギを第2熱媒体に伝達可能に構成された第1凝縮器、及び
前記第1冷凍回路に設けられ、前記第1熱媒体の冷熱エネルギを第3熱媒体に伝達可能に構成された第1蒸発器、を夫々含む複数の第1冷凍装置と、
前記第2熱媒体が流れる第1排熱回収ラインであって、前記複数の第1冷凍装置の各々の前記第1凝縮器に前記第2熱媒体を流通可能に接続された第1排熱回収ラインと、
前記第3熱媒体を循環させる第1冷熱回収回路であって、前記複数の第1冷凍装置の各々の前記第1蒸発器に前記第3熱媒体を流通可能に接続された第1冷熱回収回路と、
前記複数の第1冷凍装置とは異なる他の冷凍装置と、
前記他の冷凍装置から熱エネルギを回収する熱媒体が流れる第2排熱回収ラインであって、前記第1冷熱回収回路又は前記第1排熱回収ラインの少なくとも一方と前記熱媒体を流通可能に接続された第2排熱回収ラインと、を備える、
冷凍システム。 a first refrigeration circuit for circulating a first heat medium;
a first condenser provided in the first refrigeration circuit and configured to be capable of transferring thermal energy of the first heat medium to a second heat medium; and a first evaporator provided in the first refrigeration circuit and configured to be capable of transferring cold energy of the first heat medium to a third heat medium;
a first exhaust heat recovery line through which the second heat medium flows, the first exhaust heat recovery line being connected to the first condenser of each of the plurality of first refrigeration devices so as to be capable of flowing the second heat medium;
a first refrigeration recovery circuit for circulating the third heat medium, the first refrigeration recovery circuit being connected to the first evaporator of each of the plurality of first refrigeration devices so as to be capable of flowing the third heat medium;
Another refrigeration device different from the plurality of first refrigeration devices;
A second exhaust heat recovery line through which a heat medium for recovering thermal energy from the other refrigeration device flows, the second exhaust heat recovery line being connected to at least one of the first cold heat recovery circuit or the first exhaust heat recovery line so that the heat medium can flow therethrough.
Refrigeration system.
第4熱媒体を循環させる第2冷凍回路、
前記第2冷凍回路に設けられ、前記第4熱媒体の熱エネルギを前記第3熱媒体に伝達可能に構成された第2凝縮器、及び
前記第2冷凍回路に設けられ、前記第4熱媒体の冷熱エネルギを第5熱媒体に伝達可能に構成された第2蒸発器、を夫々含む複数の第2冷凍装置を少なくとも含み、
前記第2排熱回収ラインは、前記第1冷熱回収回路及び前記複数の第2冷凍装置の各々の前記第2凝縮器に前記第3熱媒体を流通可能に接続され、
前記冷凍システムは、
前記第5熱媒体を循環させる第2冷熱回収回路であって、前記複数の第2冷凍装置の各々の前記第2蒸発器に前記第5熱媒体を流通可能に接続された第2冷熱回収回路をさらに備える、
請求項1に記載の冷凍システム。 The other refrigeration device,
a second refrigeration circuit for circulating a fourth heat medium;
the second refrigeration circuit includes at least a second condenser that is provided in the second refrigeration circuit and configured to be capable of transferring thermal energy of the fourth heat medium to the third heat medium; and a second evaporator that is provided in the second refrigeration circuit and configured to be capable of transferring cold energy of the fourth heat medium to a fifth heat medium,
The second exhaust heat recovery line is connected to the first cold heat recovery circuit and the second condenser of each of the plurality of second refrigeration devices so as to be able to circulate the third heat medium,
The refrigeration system comprises:
The second refrigeration device further includes a second refrigeration recovery circuit for circulating the fifth heat medium, the second refrigeration recovery circuit being connected to the second evaporator of each of the plurality of second refrigeration devices so that the fifth heat medium can flow therethrough.
2. The refrigeration system of claim 1.
第4熱媒体を循環させる第2冷凍回路、
前記第2冷凍回路に設けられ、前記第4熱媒体の熱エネルギを前記第2熱媒体に伝達可能に構成された第2凝縮器、及び
前記第2冷凍回路に設けられ、前記第4熱媒体の冷熱エネルギを第5熱媒体に伝達可能に構成された第2蒸発器、を夫々含む複数の第2冷凍装置を少なくとも含み、
前記第2排熱回収ラインは、前記第1排熱回収ライン及び前記複数の第2冷凍装置の各々の前記第2凝縮器に前記第2熱媒体を流通可能に接続され、
前記冷凍システムは、
前記第5熱媒体を循環させる第2冷熱回収回路であって、前記複数の第2冷凍装置の各々の前記第2蒸発器に前記第5熱媒体を流通可能に接続された第2冷熱回収回路をさらに備える、
請求項1に記載の冷凍システム。 The other refrigeration device,
a second refrigeration circuit for circulating a fourth heat medium;
the second refrigeration circuit includes at least a second condenser that is provided in the second refrigeration circuit and configured to be capable of transferring thermal energy of the fourth heat medium to the second heat medium; and a second evaporator that is provided in the second refrigeration circuit and configured to be capable of transferring cold energy of the fourth heat medium to a fifth heat medium,
the second exhaust heat recovery line is connected to the first exhaust heat recovery line and the second condenser of each of the plurality of second refrigeration devices so as to be able to circulate the second heat medium;
The refrigeration system comprises:
The second refrigeration device further includes a second refrigeration recovery circuit for circulating the fifth heat medium, the second refrigeration recovery circuit being connected to the second evaporator of each of the plurality of second refrigeration devices so that the fifth heat medium can flow therethrough.
2. The refrigeration system of claim 1.
前記第2冷凍回路の前記第2蒸発器よりも下流側、且つ前記第2凝縮器よりも上流側に設けられる2段圧縮機をさらに含む、
請求項3に記載の冷凍システム。 Each of the plurality of second refrigeration devices is
The second refrigeration circuit further includes a two-stage compressor provided downstream of the second evaporator and upstream of the second condenser.
4. The refrigeration system of claim 3.
請求項1乃至4の何れか1項に記載の冷凍システム。 The first heat medium circulating through the first refrigeration circuit of each of the plurality of first refrigeration devices is made of carbon dioxide.
5. A refrigeration system according to any one of claims 1 to 4.
請求項2乃至4の何れか1項に記載の冷凍システム。 The fourth heat medium circulating through the second refrigeration circuit of each of the plurality of second refrigeration devices is made of carbon dioxide.
5. A refrigeration system according to any one of claims 2 to 4.
前記他の冷凍装置は、アンモニアを冷媒とするアンモニア冷凍機を含む、
請求項1乃至4の何れか1項に記載の冷凍システム。 the first heat medium circulating through the first refrigeration circuit of each of the plurality of first refrigeration devices is made of carbon dioxide;
The other refrigeration device includes an ammonia refrigerator that uses ammonia as a refrigerant.
5. A refrigeration system according to any one of claims 1 to 4.
前記第1排熱回収ラインは、
前記複数の第1冷凍装置の各々の前記第1凝縮器に前記第2熱媒体を導くための第2熱媒体導入ラインと、
前記複数の第1冷凍装置の各々の前記第1凝縮器から前記第2熱媒体を排出するための第2熱媒体排出ラインと、を含み、
前記第1冷熱回収回路は、
前記第3熱媒体を貯留するように構成された第3熱媒体貯留タンクと、
前記第3熱媒体貯留タンクから前記複数の第1冷凍装置の各々の前記第1蒸発器に前記第3熱媒体を導くための第3熱媒体導入ラインと、
前記複数の第1冷凍装置の各々の前記第1蒸発器から前記第3熱媒体貯留タンクに前記第3熱媒体を戻すために第3熱媒体戻しラインと、を含み、
前記第2排熱回収ラインは、第1導入ラインを介して前記第3熱媒体導入ラインに接続され、第2導入ラインを介して前記第2熱媒体導入ラインに接続され、第1排出ラインを介して前記第3熱媒体戻しラインに接続され、第2排出ラインを介して前記第2熱媒体排出ラインに接続され、
前記冷凍システムは、
前記第1導入ライン、前記第2導入ライン、前記第1排出ライン及び前記第2排出ラインの夫々を流れる前記熱媒体の流量を調整可能に構成された複数の流量調整弁をさらに備える、
請求項2に記載の冷凍システム。 The second heat medium and the third heat medium are made of the same type of heat medium,
The first exhaust heat recovery line is
a second heat medium introduction line for introducing the second heat medium to the first condenser of each of the plurality of first refrigeration devices;
a second heat medium discharge line for discharging the second heat medium from the first condenser of each of the plurality of first refrigeration devices;
The first cold energy recovery circuit includes:
a third heat medium storage tank configured to store the third heat medium;
a third heat medium introduction line for introducing the third heat medium from the third heat medium storage tank to the first evaporator of each of the plurality of first refrigeration devices;
a third heat medium return line for returning the third heat medium from the first evaporator of each of the plurality of first refrigeration devices to the third heat medium storage tank;
the second exhaust heat recovery line is connected to the third heat medium introduction line via a first inlet line, connected to the second heat medium introduction line via a second inlet line, connected to the third heat medium return line via a first discharge line, and connected to the second heat medium discharge line via a second discharge line;
The refrigeration system comprises:
The heat transfer medium may be supplied to the first inlet line, the second inlet line, the first outlet line, and the second outlet line through a plurality of flow rate control valves configured to adjust the flow rate of the heat transfer medium flowing through each of the first inlet line, the second inlet line, the first outlet line, and the second outlet line.
3. The refrigeration system of claim 2.
前記複数の第1冷凍装置の各々の前記第1凝縮器に前記第2熱媒体を導くための第2熱媒体導入ラインと、
前記複数の第1冷凍装置の各々の前記第1凝縮器から前記第2熱媒体を排出するための第2熱媒体排出ラインと、を含み、
前記第1冷熱回収回路は、
前記第3熱媒体を貯留するように構成された第3熱媒体貯留タンクと、
前記第3熱媒体貯留タンクから前記複数の第1冷凍装置の各々の前記第1蒸発器に前記第3熱媒体を導くための第3熱媒体導入ラインと、
前記複数の第1冷凍装置の各々の前記第1蒸発器から前記第3熱媒体貯留タンクに前記第3熱媒体を戻すために第3熱媒体戻しラインと、を含み、
前記冷凍システムは、
前記第2熱媒体導入ラインの前記第1凝縮器に接続される導入側分岐管、及び、前記第3熱媒体導入ラインの前記第1蒸発器に接続される導入側分岐管、の夫々を流れる前記熱媒体の流量を調整可能に構成された複数の流量調整弁をさらに備える、
請求項1乃至4の何れか1項に記載の冷凍システム。 The first exhaust heat recovery line is
a second heat medium introduction line for introducing the second heat medium to the first condenser of each of the plurality of first refrigeration devices;
a second heat medium discharge line for discharging the second heat medium from the first condenser of each of the plurality of first refrigeration devices;
The first cold energy recovery circuit includes:
a third heat medium storage tank configured to store the third heat medium;
a third heat medium introduction line for introducing the third heat medium from the third heat medium storage tank to the first evaporator of each of the plurality of first refrigeration devices;
a third heat medium return line for returning the third heat medium from the first evaporator of each of the plurality of first refrigeration devices to the third heat medium storage tank;
The refrigeration system comprises:
The second heat medium introduction line further includes an inlet side branch pipe connected to the first condenser, and the third heat medium introduction line further includes an inlet side branch pipe connected to the first evaporator. The third heat medium introduction line further includes a plurality of flow rate regulating valves configured to regulate a flow rate of the heat medium flowing through the inlet side branch pipe connected to the first evaporator.
5. A refrigeration system according to any one of claims 1 to 4.
前記複数の第1冷凍装置は、前記外枠体同士を積層させる2以上の前記第1冷凍装置を含む、
請求項1乃至4の何れか1項に記載の冷凍システム。 Each of the plurality of first refrigeration devices further includes an outer frame surrounding the first refrigeration circuit, the first condenser, and the first evaporator,
The plurality of first refrigeration devices include two or more first refrigeration devices in which the outer frames are stacked together,
5. A refrigeration system according to any one of claims 1 to 4.
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