| 【発明の名称】 |
省エネルギ冷凍システム |
| 【発明者】 |
【氏名】堺田 進
【氏名】宮崎 英次
【氏名】岩塚 英穂
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| 【要約】 |
【課題】冷媒循環量が小さく、所要動力が小さくて済み、しかも、この小さい冷媒循環量を全圧縮過程にまで及ぼすことができる省エネルギ冷凍システムを提供する。
【解決手段】蒸発器と圧縮機と凝縮器とを有する複数の冷凍サイクルを一つの冷凍システムとして結合し、該複数の冷凍サイクルの蒸発器の蒸発温度に差異を設け、温度の高い蒸発器２の液冷媒を温度の低い蒸発器１に供給する構成とした冷凍システムとしたものであり、前記複数の冷凍サイクルは、低温側蒸発器１と組合せる圧縮機３を有し、エコノマイザを有さない低温冷凍サイクルと、高温側蒸発器２と組合せる圧縮機４を有し、エコノマイザ７を有する高温冷凍サイクルとし、前記低温冷凍サイクルの凝縮器５で液化した液冷媒を膨脹弁８を介してエコノマイザ７に合流させた後、他の膨脹弁１０を介して高温側蒸発器２に導入し、更に、液冷媒を膨脹弁１１を介して低温側蒸発器１に供給する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 蒸発器と圧縮機と凝縮器とを有する複数の冷凍サイクルを一つの冷凍システムとして結合し、該複数の冷凍サイクルの蒸発器の蒸発温度に差異を設け、温度の高い蒸発器の液冷媒を温度の低い蒸発器に供給する構成としたことを特徴とする省エネルギ冷凍システム。
【請求項２】 前記複数の冷凍サイクルは、低温側蒸発器と組合せる圧縮機を有し、エコノマイザを有さない低温冷凍サイクルと、高温側蒸発器と組合せる圧縮機を有し、エコノマイザを有する高温冷凍サイクルとで構成されることを特徴とする請求項１記載の省エネルギ冷凍システム。
【請求項３】 前記冷凍システムは、低温冷凍サイクルの凝縮器で液化した液冷媒を、膨脹弁を介して高温冷凍サイクルのエコノマイザに合流させ、他の膨脹弁を介して液冷媒を高温側蒸発器に導入後、更に液冷媒を膨脹弁を介して低温側蒸発器に供給する構成としたことを特徴とする請求項２記載の省エネルギ冷凍システム。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、省エネルギ冷凍システムに係り、特に、一台の圧縮機では冷凍能力を負担できず、複数の圧縮機を並列的に使用した比較的大容量の冷凍機に用いる冷凍システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の冷凍システムの一例を図３を用いて説明する。図３に示すように、従来技術では、総ての冷媒を低温側蒸発器の温度レベルからの熱の汲み上げとせねばならないため、圧縮のヘッドが大きく、冷媒循環量も大きいため、所要動力が大きくなっていた。この場合、二つの圧縮機がエコノマイザサイクルを描くにしても、冷凍効果は図３の■〜■であり、エコノマイザを有しない場合の冷凍効果■〜■よりは大きいものの、不十分なものであった。しかも、エコノマイザを設けることによる動力の削減効果は■〜■の圧縮課程にしか有効になっていない。また、図３の冷凍システムを改良し、蒸発器に流す冷水、凝縮器に流す冷却水を対向流で流す方法にしても、二つの圧縮機の熱の汲み上げヘッドを減少させる場合は、ヘッド減少分の動力減少しか期待できず不十分であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技術に鑑み、冷媒循環量が小さく、所要動力が小さくて済み、しかも、この小さい冷媒循環量を全圧縮過程にまで及ぼすことができる省エネルギ冷凍システムを提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明では、蒸発器と圧縮機と凝縮器とを有する複数の冷凍サイクルを一つの冷凍システムとして結合し、該複数の冷凍サイクルの蒸発器の蒸発温度に差異を設け、温度の高い蒸発器の液冷媒を温度の低い蒸発器に供給する構成としたことを特徴とする省エネルギ冷凍システムとしたものである。前記冷凍システムにおいて、複数の冷凍サイクルは、低温側蒸発器と組合せる圧縮機を有し、エコノマイザを有さない低温冷凍サイクルと、高温側蒸発器と組合せる圧縮機を有し、エコノマイザを有する高温冷凍サイクルとで構成されるのが良い。また、前記冷凍システムは、低温冷凍サイクルの凝縮器で液化した液冷媒を、膨脹弁を介して高温冷凍サイクルのエコノマイザに合流させ、他の膨脹弁を介して液冷媒を高温側蒸発器に導入後、更に、液冷媒を膨脹弁を介して低温側蒸発器に供給する構成とすることができる。このような構成とすることにより、低温側蒸発器の冷媒効果（蒸発時の潜熱効果）を増加させることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を用いて説明する。図１に本発明の冷凍システムの冷凍サイクル図を示し、図２（ａ）に図１の冷凍システムのフロー説明図、図２（ｂ）に図２（ａ）における冷水、冷却水の温度変化の説明図を示す。図２において、１は低温側蒸発器、２は高温側蒸発器、３は低温側圧縮機、４は高温側圧縮機、５は低温側凝縮器、６は高温側凝縮器、７はエコノマイザ、８〜１１は膨脹弁、１２は冷水、１３は冷却水である。
【０００６】図１の高温蒸発器を持つ冷凍サイクルは、従来から多く用いられているエコノマイザ冷凍サイクルである。低温蒸発器を持つ冷凍サイクルにもエコノマイザを設け、その低温蒸発器系の圧縮機にも、多段ターボ圧縮機を使用すれば、これは従来からの実施例であって、発展が認められない。本発明は、図２の低温側冷凍サイクルの凝縮器５で凝縮した冷媒液を図１の（１０）の状態から膨脹弁８を使用して膨脹させ、エコノマイザ７にて高温系冷凍サイクルの冷媒と合流させること、またエコノマイザ７から高温蒸発器２に還流した液冷媒を、図１の（１１）の状態から膨脹弁１１を介して、低温蒸発器１に図１の■の状態で還流させることである。低温蒸発器１の冷媒は、冷凍効果が■〜■であり非常に大きくなることから、系内を循環する冷媒流量が減少すること、またこの少ない循環量が圧縮課程■〜■の全行程であるために、省エネルギ効果が大きくなる。複数の蒸発器、凝縮器に対し、冷水、冷却水を対向流で直列通水することは、圧縮機の所要ヘッドを減少させる既存の技術である。
【０００７】
【発明の効果】本発明の冷凍システムによると、低温側蒸発器に供給される液冷媒は図３の■の状態であるから、冷凍効果は■〜■であり、■〜■や■〜■に比して、大きく、従って冷媒循環量が小さいから、所要動力は非常に小さくて済み、しかも、この小さい冷媒循環量は凝縮器圧力までの全圧縮過程にまで効果を発揮する。また、エコノマイザをもつ冷凍サイクルに使用される圧縮機は、ターボ冷凍機の場合、羽根車を複数持つ多段ターボ圧縮機となる場合は高価であり、エコノマイザの設置も原価の上昇を招く。図２の低温側圧縮機は単段ターボ圧縮機とすることができ、エコノマイザの無い単純サイクルとすれば全体のコストを大きく低減することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００２３９
【氏名又は名称】株式会社荏原製作所
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）５月２７日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】吉嶺 桂 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−３３７１９８ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１２月１０日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１６１５２０ |
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