(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列接続された複数台の圧縮機、オイルセパレータ、凝縮器、減圧装置、蒸発器を環状に配管接続して冷凍サイクルを構成した冷凍装置において、前記オイルセパレータを複数備えて、これらのオイルセパレータと凝縮器とをつなぐ管路を複数設け、これらの管路の少なくとも一方の管路には、ホットガスを利用する機器に管でつながれるホットガス取出部を設けると共に、この管路につながれた圧縮機の運転率を、他方の管路につながれた圧縮機の運転率よりも、１００％に近づけて運転制御し、そして他方の管路につながれた圧縮機の運転を利用側機器の負荷に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御により、あるいは吐出させたホットガスの一部を再び圧縮機に戻すアンロード運転により容量制御することを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記ホットガス取出部に着脱可能なＵ字管を取り付け、前記ホットガス取出部にホットガスを利用する機器を接続する際は、前記Ｕ字管を取り外し、前記機器につながれた管を前記ホットガス取出部に接続することを特徴とする請求項１記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数の圧縮機を備えた冷凍装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
圧縮機を並列に接続した冷凍装置は、特開２０００−８８３６８号公報に記載されたものがある。
【０００３】
また、この冷凍装置と同種のもので、半密閉型の圧縮機を並列接続し、凝縮器と減圧装置そして利用側機器の蒸発器とを環状に接続して冷凍サイクルを構成した冷凍装置も知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述の半密閉型圧縮機を用いた冷凍装置では、圧縮機からの吐出管の全てがオイルセパレータにつながれ、このオイルセパレータから凝縮器につながれる管路は１本のみであった。このため、このオイルセパレータから凝縮器に至る管路中のホットガスを使用する場合には、全でのホットガスを用いるか、１部のホットガスを使用するためには新たにバイパス管を設けなければならなかった。バイパス管を設ける場合は、現地にて個別に作業する必要が生じ、望ましくない。
【０００５】
本発明は、ホットガスの一部を利用できるようにした冷凍装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、並列接続された複数台の圧縮機、オイルセパレータ、凝縮器、減圧装置、蒸発器を環状に配管接続して冷凍サイクルを構成した冷凍装置において、前記オイルセパレータを複数備えて、これらのオイルセパレータと凝縮器とをつなぐ管路を複数設け、これらの管路の少なくとも一方の管路には、ホットガスを利用する機器に管でつながれるホットガス取出部を設けると共に、この管路につながれた圧縮機の運転率を、他方の管路につながれた圧縮機の運転率よりも、１００％に近づけて運転制御し、そして他方の管路につながれた圧縮機の運転を利用側機器の負荷に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御により、あるいは吐出させたホットガスの一部を再び圧縮機に戻すアンロード運転により容量制御するように構成したものである。
【０００７】
また、請求項１記載の冷凍装置において、前記ホットガス取出部に着脱可能なＵ字管を取り付け、前記ホットガス取出部にホットガスを利用する機器を接続する際は、前記Ｕ字管を取り外し、前記機器につながれた管を前記ホットガス取出部に接続するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳述する。図１は本発明の冷凍装置の冷媒回路である。
【００１０】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１ＥはＮｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５の圧縮機で、例えば、横型の半密閉型の圧縮機を用いている。また、この圧縮機や、冷媒回路には、冷凍装置が冷蔵用として使用される場合は冷媒としてＲ２２が、冷凍装置が冷凍用として使用される場合はＲ４０４Ａが充填されている。更に、この実施例の圧縮機の能力は、図２のＡ機種のものとして示しているように、ＮＯ．１〜Ｎｏ．３の圧縮機は１５．０ｋＷ、Ｎｏ．４の圧縮機は１０．５ｋＷ、Ｎｏ．５の圧縮機は７．５ｋＷの圧縮機を用いている。
【００１１】
圧縮機１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅの吐出管２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅには夫々マフラー３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅがつながれている。吐出管２Ａ、２Ｂにつながれた管４ＡはＮｏ．１、Ｎｏ．２用オイルセパレータ５につながれている。吐出管２Ｃ、２Ｄ、２Ｅにつながれた管４Ｂは２つのオイルセパレータ６Ａ、６Ｂにつながれている。オイルセパレータ５と空冷コンデンサ７とは管路８Ａでつながれており、その途中には、ホットガス取出部９Ａが形成されている。
【００１２】
また、オイルセパレータ６Ａ、６Ｂと空冷コンデンサ７とは管路８Ｂでつながれており、その途中には、ホットガス取出部９Ｂが形成されている。ホットガス取出部９Ａ、９ＢにはＵ字管１０Ａ、１０Ｂが取付けられており、このＵ字管が取付けられている状態ではホットガスは凝縮器を備えた空冷コンデンサ７に送られるものである。また、Ｕ字管１０Ａ、１０Ｂが取り外され、ホットガス取出部９Ａ、９Ｂに、床暖房やショーケースの下部（顧客が近づいた場合は足部）を加熱するような、ホットガスを利用する機器（図示せず）につながれた管が接続された場合には、管路８Ａ、８Ｂからのホットガスの熱が利用されるものである。
【００１３】
空冷コンデンサ７は、３つの凝縮器ユニット１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃから構成されており、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃは凝縮器、１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃはコンデンサファン、１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃはバックアップ高圧スイッチである。１９は可溶栓で、凝縮器内の圧力が上昇し温度が所定温度以上、例えば摂氏７３度以上の時に溶解し、内部の高圧ガスを機外に放出するためのものである。
【００１４】
２０はレシーバタンクで、空冷コンデンサ７と管２１で接続されている。２２は可溶栓、２３は逆止弁、２４は高圧圧力計、２５はフィルタドライヤ、２６はモイスチャーインジケータ、２７、２８は利用側機器の接続部で、利用側機器としては、ショーケースや、大型冷蔵庫などが使用される。当然、この利用側機器には、蒸発器（図示せず）を備えており、図示しないが減圧装置も備えている。接続部２７は液冷媒の出口となり、接続部２８はガス冷媒の入り口となるものである。
【００１５】
２９Ａ、２９Ｂは夫々Ｎｏ．１、２用の圧縮機１Ａ、１Ｂのアキュームレータ、Ｎｏ．３，４，５用の圧縮機１Ｃ、１Ｄ、１Ｅのアキュームレータ、３０Ａは吸込管で、吸込管３１Ａ、３１Ｂにつながれている。３０Ｂはアキュームレータ２９Ｂにつながれている吸込管で、吸込管３１Ｃ、３１Ｄ、３１Ｅにつながれている。
【００１６】
端部２８とアキュームレータ２９Ａをつなぐガス管３２には、サービス用止弁３３の設けられた管３４や、サービス用止弁３５や低圧圧力計３６やＮｏ．１，２用の圧縮機の圧力スイッチ３７やＮｏ．３，４用の圧力スイッチ３８やＮｏ．５用の圧力スイッチ３９の設けられた管４０が取付けられている。
【００１７】
モイスチャーインジケータ２６の取付けられているガス管４１には、リキッドインジェクション用パイプ４２が取付けられている。また、このパイプに分岐して接続され、夫々の圧縮機に接続された圧縮機側のリキッドインジェクション用パイプ４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ、４３Ｄ、４３Ｅには、分岐直後に設けられたサービス用止弁（符号を付すスペースがないので、符号を付けてない）や電磁弁４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄ、４４Ｅやリキッドインジェクション用キャピラリーチューブ４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃ、４５Ｄ、４５Ｅが取付けられている。４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ、４６Ｄ、４６Ｅは高低圧圧力スイッチである。
【００１８】
また、５０はオイルタンクで、オイル管５１Ａ、５１Ｂでオイルセパレータ５、６Ａ、６Ｂにつながれていると共に、オイル管５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄ、５２Ｅで夫々の圧縮機にオイルを戻すものである。更に、夫々のオイル管５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄ、５２Ｅには、サービス用止弁５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ、５３Ｄ、５３Ｅやオイルレギュレータ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄ、５４Ｅが取付けられている。
【００１９】
すなわち、本発明の冷凍装置は、並列接続された複数台の圧縮機１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、オイルセパレータ５、６Ａ、６Ｂ、凝縮器１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、減圧装置（図示せず）、蒸発器（図示せず）を環状に配管接続して冷凍サイクルを構成した冷凍装置において、前記オイルセパレータ５、６Ａ、６Ｂと凝縮器１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃとをつなぐ複数の管路８Ａ、８Ｂを設け、これらの管路８Ａ、８Ｂの夫々には（或いは何れか一方には）、ホットガスを利用する機器（図示せず）につながれるホットガス取出部９Ａ、９Ｂを設けたものである。
【００２０】
また、本発明の冷凍装置は、複数のオイルセパレータ５、６Ａ、６Ｂを備えると共に、このオイルセパレータ５、６Ａ、６Ｂに流れるホットガスの量が夫々異るようにつながれる圧縮機の能力や台数を設定したものである。つまり、オイルセパレータに５流れるホットガスはＮｏ．１と２の圧縮機１Ａ、１Ｂの２台分、合計３０．０ｋＷ分のホットガスが流れ、管路８Ａにも同量のホットガスが流れるものである。また、オイルセパレータ、６Ａ、６ＢにはＮｏ．３と４と５との圧縮機１Ｃ、１Ｄ、１Ｅの３台分、合計３３．０ｋＷ分のホットガスが流れ、管路８Ｂにも同量のホットガスが流れるものである。
【００２１】
このように構成された冷凍装置では、接続部２７、２８に利用側機器が接続されて使用されるものである。また、接続される利用側機器や他の条件によっては、使用するホットガスを、多く利用したり、少なめに利用したりすることがある。例えば、利用側機器として冷蔵用ショーケースが使用された場合は、顧客がこのケースに近づいてもそう寒く感じることはないと云うことで、ホットガス取出部１０Ａに床暖房用の配管を接続して３０．０ｋＷ分のホットガスを利用し、利用側機器として冷凍用ショーケースが使用された場合は、顧客がこのケースに近づくと寒く感じるかもしれないと予想されこれを解消するため、ホットガス取出部１０Ａ、１０Ｂに床暖房用の配管や温風用の配管を接続して全出力分の６３．０ｋＷ分のホットガスを利用するものである。
【００２２】
このように、ホットガス取出部１０Ａ、１０Ｂが夫々の管路８Ａ、８Ｂに設けられており、しかも、夫々の管路からのホットガスの量は異なるため、使用者の希望や使用形態により、一方の管路８Ａ、８Ｂから、あるいは両方の管路８Ａ、８Ｂからホットガスを取り出して利用することができるものである。これにより、ホットガスの量を選択して使用することができるので、使用者の要望や、つながれる利用側機器に応じた冷凍装置を構成することができるものである。
【００２３】
このように構成された冷凍装置の制御、特に圧縮機の制御は、次に説明する一例のように制御される。
【００２４】
Ｎｏ．１とＮｏ．２の圧縮機１Ａ、１Ｂは最優先で運転されるように（カットイン／カットアウト）設定されているため、例えば、夜間や冬季などのように、利用側機器の負荷が小さいときにでもその運転が停止されることは殆ど無いのが一般的である。これにより、床暖房として利用されるホットガスの供給もホットガス取出部から継続的に供給されるものである。つまり、圧縮機１Ａ、１Ｂは常時運転されていると考えて差し支えなく、その運転率も１００％に近い運転率である。
【００２５】
これに対してＮｏ．３，４，５の３台の圧縮機１Ｃ、１Ｄ、１Ｅは、利用側機器の負荷に応じて容量制御、即ちＯＮ／ＯＦＦ制御されるもので、圧縮機１Ａ、１Ｂの１００％に近い運転率に比べるとやや運転率が低いものである。
【００２６】
このため、この冷凍装置では、オイルセパレータ５、６Ａ、６Ｂと凝縮器１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃとをつなぐ管路８Ａ、８Ｂを複数設け、これらの管路の少なくとも一方の管路８Ａには、ホットガスを利用する機器につながれるホットガス取出部１０Ａを設けると共に、この管路８Ａにつながれた圧縮機１Ａ、１Ｂの運転率を、他方の管路につながれた圧縮機１Ｃ、１Ｄ、１Ｅの運転率よりも、１００％に近づけて制御するように構成すると共に、他方の管路８Ｂにつながれている圧縮機１Ｃ、１Ｄ、１Ｅの運転を制御、例えば０Ｎ／０ＦＦ制御するように構成しているものである。
【００２７】
このように、ホットガスを利用する機器に管でつながれるホットガス取出部９Ａを設けた管路８Ａにつながれる圧縮機１Ａ、１Ｂの運転率を１００％に近づけて制御するように構成しているので、ホットガスを利用する機器の運転も１００％に近い運転にすることができ、ホットガスを利用する機器の快適性を損なう恐れを最小限に抑えることができる。
【００２８】
また、低負荷時の低圧カットイン／カットアウト設定値を変更することにより、Ｎｏ．３，４，５の圧縮機１Ｃ，１Ｄ，１Ｅを優先することもできる。
【００２９】
尚、この冷凍装置の容量制御の例としてＯＮ／ＯＦＦ制御すると説明したが、例えば、吐出させたホットガスの一部を再び圧縮機に戻すようなアンロード運転により容量制御を行って構わない。
【００３０】
図２は本発明の冷凍装置における圧縮機の能力の組み合わせを示す説明図である。前述したように、この実施例のＡ機種では、ＮＯ．１〜Ｎｏ．３の圧縮機は１５．０ｋＷ、Ｎｏ．４の圧縮機は１０．５ｋＷ、Ｎｏ．５の圧縮機は７．５ｋＷの圧縮機を用いている。
【００３１】
このＡ機種と異る組み合わせの圧縮機を備えたＢ機種や、Ｃ機種も、１例として説明図に示す。
【００３２】
Ｂ機種は最大能力が６７．５ｋＷのもので、Ｃ機種は最大能力が７０．５ｋＷのもので、何れもＡ機種よりも、能力の大きな冷凍装置に使用される圧縮機の組み合わせである。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、オイルセパレータを複数備えて、これらのオイルセパレータと凝縮器とをつなぐ管路を複数設け、これらの管路の少なくとも一方の管路には、ホットガスを利用する機器に管でつながれるホットガス取出部を設けると共に、この管路につながれた圧縮機の運転率を、他方の管路につながれた圧縮機の運転率よりも、１００％に近づけて運転制御し、そして他方の管路につながれた圧縮機の運転を利用側機器の負荷に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御により、あるいは吐出させたホットガスの一部を再び圧縮機に戻すアンロード運転により容量制御するように構成したので、ホットガスを利用する機器の運転も１００％に近い運転にすることができ、ホットガスを利用する機器の快適性を損なう恐れを最小限に抑えることができる上、他方の管路につながれている圧縮機の運転を容量制御するので、ホットガスを利用する機器を運転しつつ、冷凍装置の必要とする負荷に応じた運転も行うことができる。
【００３４】
請求項２に記載の冷凍装置によれば、請求項１記載の冷凍装置において、前記ホットガス取出部に着脱可能なＵ字管を取り付け、前記ホットガス取出部にホットガスを利用する機器を接続する際は、前記Ｕ字管を取り外し、前記機器につながれた管を前記ホットガス取出部に接続するようにしたので、ホットガス取出口とホットガス戻り口が同じ位置になり、前記機器につながれた管の接続作業性が良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷凍装置の冷媒回路図である。
【図２】同冷凍装置における圧縮機の能力の組み合わせを示す説明図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ      圧縮機
５、６Ａ、６Ｂ                    オイルセパレータ
８Ａ、８Ｂ                        管路
９Ａ、９Ｂ                        ホットガス取出部
１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ            凝縮器
【図１】
0003619764.tif 000002
【図２】
0003619764.tif 000003