(57)【要約】  【課題】負荷側冷却設備の熱量やＣＯ2／ＮＨ3自然冷媒冷却システムの冷却能力の大きさに関わらず、ＣＯ2レシーバの飽和圧力の変動を抑えて該負荷側冷却設備の冷凍能力を適正に制御できる冷却システムを実現させる。  【解決手段】冷却システム１は、ＣＯ2圧力センサ１１によってＣＯ2レシーバ４内のＣＯ2液冷媒の飽和圧力を検知し、ＣＯ2液冷媒の飽和圧力が一定になるように、ＮＨ3冷媒回路のＮＨ3圧縮機７をインバータ１３によってリニアに制御している。これにより、負荷側冷却設備３の熱量の変化に対して、ＣＯ2レシーバ４内のＣＯ2液冷媒の飽和圧力を一定に制御することができ、且つ、ＣＯ2液ポンプ６からＣＯ2液冷媒を安定して送液することができる。すなわち、負荷側冷却設備３の熱量の変化に対して、ＣＯ2レシーバ４内の飽和圧力を一定に制御することにより、ＣＯ2液ポンプ６の安定送液を可能としている。【選択図】図１
2011196607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次冷媒／二次冷媒・冷却システムに適用され、前記一次冷媒によって熱交換された二次冷媒を用いて負荷側の冷却器を冷却する冷却システムであって、
前記二次冷媒の液体冷媒を貯蔵する二次冷媒レシーバ内の飽和圧力を検出し、該飽和圧力に応じて、前記一次冷媒を圧縮する一次冷媒圧縮機の冷却能力をリニアに制御することにより、前記二次冷媒レシーバ内の飽和圧力を一定に制御することを特徴とする冷却システム。
【請求項２】
前記二次冷媒レシーバ内の飽和圧力は、該二次冷媒レシーバ内の飽和圧力を検出して周波数制御を行うインバータが前記一次冷媒圧縮機を駆動制御することにより、一定圧力に制御されることを特徴とする請求項１記載の冷却システム。
【請求項３】
前記二次冷媒レシーバ内の飽和圧力は、該二次冷媒レシーバ内の飽和圧力を検出して２台以上の一次冷媒圧縮機を台数制御することにより、一定圧力に制御されることを特徴とする請求項１、２記載の冷却システム。
【請求項４】
二酸化炭素／アンモニア自然冷媒冷却システムで使用される前記アンモニアを一次側冷媒とし、前記二酸化炭素を二次側冷媒として採用する冷却システムにおいて、
前記二酸化炭素の液体冷媒を貯蔵する二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を検出し、検出された飽和圧力に基づいて、前記アンモニアを圧縮するアンモニア圧縮機の冷却能力をリニアに制御することにより、前記二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を一定に制御することを特徴とする冷却システム。
【請求項５】
前記二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力は、該二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を検出して周波数制御を行うインバータが前記アンモニア圧縮機を駆動制御することにより、一定圧力に制御されることを特徴とする請求項４記載の冷却システム。
【請求項６】
前記二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力は、該二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を検出して２台以上のアンモニア圧縮機を台数制御することにより、一定圧力に制御されることを特徴とする請求項４、５記載の冷却システム。
【請求項７】
前記二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を一定に制御することにより、二酸化炭素液冷媒を負荷側の冷却器へ送出するための二酸化炭素液ポンプのキャビテーションを防止することを特徴とする請求項５、６記載の冷却システム。
【請求項８】
前記二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を一定に制御することにより、前記冷却器内の二酸化炭素の蒸発圧力を一定に制御することを特徴とする請求項５又は６の冷却システム。
【請求項９】
前記冷却器内の冷し込みによる負荷変動に追従して前記二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を可変制御することを特徴とする請求項４、５、６記載の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍装置や空調装置等に適用される冷却システムに関するものであり、特に、冷凍装置や空調装置等に用いられる二酸化炭素（ＣＯ2）レシーバの飽和圧力を制御する冷却システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、オゾン層の破壊防止や地球温暖化防止対策等の地球環境保全の観点から、冷凍装置や空調装置の冷媒として、フロンに代えて、自然冷媒であってオゾン破壊係数がゼロであり、且つ、地球温暖化係数も限りなくゼロに近いアンモニア（ＮＨ3）が用いられるようになってきた。ところが、ＮＨ3は人体に有毒であるので、アンモニア冷媒回路の冷熱を直接負荷側へ供給するのではなく、ＮＨ3と同様な冷媒ではあるが、毒性のない二酸化炭素（ＣＯ2）を冷媒として使用する二酸化炭素（ＣＯ2）冷媒回路である２次冷媒回路を介在させて、負荷側へ冷熱を供給する構造のＣＯ2／ＮＨ3自然冷媒冷却システムが実用化されてきている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなＣＯ2／ＮＨ3自然冷媒冷却システムにおいては、ＣＯ2を冷媒とするＣＯ2冷媒回路は、ＮＨ3を冷媒とするＮＨ3冷媒回路により生じる冷熱を凝縮冷熱として利用し、ＣＯ2を液化したＣＯ2液冷媒をＣＯ2レシーバに貯蔵させる。そして、このＣＯ2液冷媒をＣＯ2液ポンプで冷凍装置や空調装置等の負荷側冷却設備へ送出する。さらに、該負荷側冷却設備で熱交換されたＣＯ2液冷媒のうち、気化したＣＯ2液冷媒は、ＣＯ2／ＮＨ3カスケードコンデンサを介して凝縮されてＣＯ2レシーバに戻り、気化されないＣＯ2液冷媒は直接ＣＯ2レシーバへ戻るように構成されている。
【０００４】
このとき、ＣＯ2レシーバの飽和圧力の制御は、負荷側冷却設備の熱量及び外気進入熱量によって上昇した圧力分のＣＯ2レシーバの飽和圧力を、ＮＨ3冷凍サイクルを運転することにより、設定値以下の圧力まで下げている。尚、ＮＨ3冷凍サイクルの冷却能力は、ＮＨ3冷凍サイクルの低圧側圧力を検知して、段階的な制御（すなわち、段階制御）によってＮＨ3圧縮機の容量制御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２４３３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、負荷側冷却設備の必要熱量が少ない場合や、複数の冷却器が個別に制御して負荷側冷却設備の熱量が急激に減少する場合には、ＮＨ3圧縮機の段階的な容量制御では追従できなくなる場合がある。このような場合は、負荷側冷却設備の熱量に対して、ＮＨ3冷凍サイクル側の冷却能力が大きくなり、その結果、ＣＯ2レシーバの飽和圧力が急激に低下する。このようにしてＣＯ2レシーバの飽和圧力が急激に低下すると、該ＣＯ2レシーバ内のＣＯ2液冷媒でボイリング（沸騰）が発生する。これによって、負荷側冷却設備へＣＯ2液冷媒を供給するためのＣＯ2液ポンプの吸込側でキャビテーション現象が発生する。そのため、ＣＯ2／ＮＨ3自然冷媒冷却システム側から負荷側冷却設備へのＣＯ2液冷媒の送液が不安定になるおそれがあり、負荷側冷却設備に冷却不良などを発生させる原因となる。
【０００７】
そこで、負荷側冷却設備の熱量やＣＯ2／ＮＨ3自然冷媒冷却システムの冷却能力の大き
さに関わらず、ＣＯ2レシーバの飽和圧力の変動を抑えて該負荷側冷却設備の冷凍能力を適正に制御できる冷却システムを実現させるために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、一次冷媒／二次冷媒・冷却システムに適用され、前記一次冷媒によって熱交換された二次冷媒を用いて負荷側の冷却器を冷却する冷却システムであって、前記二次冷媒の液体冷媒を貯蔵する二次冷媒レシーバ内の飽和圧力を検出し、該飽和圧力に応じて、前記一次冷媒を圧縮する一次冷媒圧縮機の冷却能力をリニアに制御することにより、前記二次冷媒レシーバ内の飽和圧力を一定に制御することを特徴とする冷却システムを提供する。
【０００９】
この構成によれば、一次冷媒によって熱交換された二次冷媒を用いて負荷側の冷却器を冷却する冷却システムにおいて、二次冷媒の液体冷媒を貯蔵する二次冷媒レシーバ内の飽和圧力を検出し、検出された飽和圧力に応じて、一次冷媒を圧縮する一次冷媒圧縮機の冷却能力をリニアに制御することにより、二次冷媒レシーバ内の飽和圧力を一定に制御している。これにより、二次冷媒レシーバ内の飽和圧力は一次冷媒圧縮機の冷却能力に応じて適正に制御されるので、冷却器の負荷変動による二次冷媒レシーバ内の飽和圧力の急激な低下を回避することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、前記二次冷媒レシーバ内の飽和圧力は、該二次冷媒レシーバ内の飽和圧力を検出して周波数制御を行うインバータが前記一次冷媒圧縮機を駆動制御することにより、一定圧力に制御されることを特徴とする請求項１記載の冷却システムを提供する。
【００１１】
この構成によれば、二次冷媒レシーバ内の飽和圧力は、インバータが、二次冷媒レシーバ内の飽和圧力の検出情報に基づいて周波数制御を行いながら一次冷媒圧縮機を駆動制御することにより一定圧力に制御される。このようにして、二次冷媒レシーバ内の飽和圧力に応じてインバータの周波数を可変させて一次冷媒圧縮機を駆動制御するだけで、二次冷媒レシーバ内の飽和圧力を一定に制御することができるため、極めてシンプルな制御系で二次冷媒レシーバ内の圧力制御を行うことが可能となる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記二次冷媒レシーバ内の飽和圧力は、該二次冷媒レシーバ内の飽和圧力を検出して２台以上の前記一次冷媒圧縮機を台数制御することにより、一定圧力に制御されることを特徴とする請求項１記載の冷却システムを提供する。
【００１３】
この構成によれば、二次冷媒レシーバ内の飽和圧力は、二次冷媒レシーバ内の飽和圧力の検出情報に基づいて一次冷媒圧縮機を台数制御することにより一定圧力に制御される。このようにして、二次冷媒レシーバ内の飽和圧力に応じて一次冷媒圧縮機を台数制御し、しかも各圧縮機がリニアに制御されるので、より精密な制御系で二次冷媒レシーバ内の圧力制御を行うことが可能となる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、二酸化炭素／アンモニア自然冷媒冷却システムで使用される前記アンモニアを一次側冷媒とし、前記二酸化炭素を二次側冷媒として採用する冷却システムにおいて、前記二酸化炭素の液体冷媒を貯蔵する二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を検出し、検出された飽和圧力に基づいて、前記アンモニアを圧縮するアンモニア圧縮機の冷却能力をリニアに制御することにより、前記二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を一定に制御することを特徴とする冷却システムを提供する。
【００１５】
この構成によれば、アンモニア冷媒によって熱交換された二酸化炭素冷媒を用いて負荷側の冷却器を冷却する冷却システムにおいて、二酸化炭素の液体冷媒を貯蔵する二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を検出し、検出された飽和圧力に応じて、アンモニア冷媒を圧縮するアンモニア圧縮機の冷却能力をリニアに制御することにより、二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を一定に制御している。これにより、二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力はアンモニア圧縮機の冷却能力に応じて適正に制御されるので、冷却器の負荷変動による二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力の急激な低下を回避することができる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、前記二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力は、該二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を検出して周波数制御を行うインバータが前記アンモニア圧縮機を駆動制御することにより、一定圧力に制御されることを特徴とする請求項４記載の冷却システムを提供する。
【００１７】
この構成によれば、二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力は、インバータが、二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力の検出情報に基づいて周波数制御を行いながらアンモニア圧縮機を駆動制御することにより一定圧力に制御される。このようにして、二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力に応じてインバータの周波数を可変させてアンモニア圧縮機を駆動制御するだけで、二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を一定に制御することができるため、極めてシンプルな制御系で二酸化炭素レシーバ内の圧力制御を行うことが可能となる。
【００１８】
請求項６記載の発明は、前記二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力は、該二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を検出して２台以上の前記アンモニア圧縮機を台数制御することにより、一定圧力に制御されることを特徴とする請求項４、５記載の冷却システムを提供する。
【００１９】
この構成によれば、二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力は、二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力の検出情報に基づいてアンモニア圧縮機を台数制御することにより一定圧力に制御される。このようにして、二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力に応じてアンモニア圧縮機を台数制御し、しかも各圧縮機がリニアに制御されるので、より精密な制御系で二酸化炭素レシーバ内の圧力制御を行うことが可能となる。
【００２０】
請求項７記載の発明は、前記二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を一定に制御することにより、二酸化炭素液冷媒を負荷側の冷却器へ送出するための二酸化炭素液ポンプのキャビテーションを防止することを特徴とする請求項５、６記載の冷却システムを提供する。
【００２１】
この構成によれば、二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を一定に制御することで、二酸化炭素液ポンプは、キャビテーションを起こすことなく、二酸化炭素液冷媒を負荷側の冷却器へ安定して送出することができる。
【００２２】
請求項８記載の発明は、前記二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を一定に制御することにより、前記冷却器内の二酸化炭素の蒸発圧力を一定に制御することを特徴とする請求項５、６記載の冷却システムを提供する。
【００２３】
この構成によれば、二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を一定に制御することで、二酸化炭素液冷媒を安定的に冷却器へ送出することができるので、冷却器内の二酸化炭素の蒸発圧力を一定に制御することが可能となる。
【００２４】
請求項９記載の発明は、前記冷却器内の冷し込みによる負荷変動に追従して前記二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を可変制御することを特徴とする請求項４、５、６記載の冷却システムを提供する。
【００２５】
この構成によれば、冷却器内の冷し込みによって負荷変動が発生した場合でも、その負荷変動に応じて二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を可変制御しながら、適正な容量の二酸化炭素冷媒を冷却器へ送出することができる。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１記載の発明によれば、二次冷媒を貯蔵する二次冷媒レシーバ内の飽和圧力を検出し、その飽和圧力に応じて、一次冷媒を圧縮する一次冷媒圧縮機の冷却能力をリニアに制御することにより、二次冷媒レシーバ内の飽和圧力を一定に制御している。これによって、二次冷媒レシーバ内の飽和圧力は一次冷媒圧縮機の冷却能力に応じて適正に制御されるので、冷却器の負荷変動による二次冷媒レシーバ内の飽和圧力の急激な低下を回避することができる。
【００２７】
請求項２記載の発明によれば、二次冷媒レシーバ内の飽和圧力に応じてインバータの周波数を可変させて一次冷媒圧縮機を駆動制御するだけで、二次冷媒レシーバ内の飽和圧力を一定に制御することができるので、請求項１記載の発明の効果に加えて、極めてシンプルな制御系で二次冷媒レシーバ内の圧力制御を行うことが可能となる。
【００２８】
請求項３記載の発明によれば、二次冷媒レシーバ内の飽和圧力に応じて一次冷媒圧縮機を台数制御し、しかも各圧縮機がリニアに制御されるので、より精密な制御系で二次冷媒レシーバ内の圧力制御を行うことが可能となる。
【００２９】
請求項４記載の発明によれば、二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力はアンモニア圧縮機の冷却能力に応じて適正に制御されるので、冷却器の負荷変動による二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力の急激な低下を回避することができる。
【００３０】
請求項５記載の発明によれば、二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力に応じてインバータの周波数を可変させてアンモニア圧縮機を駆動制御するだけで、二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を一定に制御することができるので、請求項３記載の発明の効果に加えて、極めてシンプルな制御系で二酸化炭素レシーバ内の圧力制御を行うことが可能となる。
【００３１】
請求項６記載の発明によれば、二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力に応じてアンモニア圧縮機を台数制御し、しかも各圧縮機がリニアに制御されるので、より精密な制御系で二酸化炭素レシーバ内の圧力制御を行うことが可能となる。
【００３２】
請求項７記載の発明によれば、二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を一定に制御しているので、請求項４記載の発明の効果に加えて、二酸化炭素液ポンプは、キャビテーションを起こすことなく、二酸化炭素液冷媒を負荷側の冷却器へ安定して送出することができる。
【００３３】
請求項８記載の発明によれば、二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を一定に制御し、二酸化炭素液冷媒を安定的に冷却器へ送出しているので、請求項４又は５記載の発明の効果に加えて、冷却器内の二酸化炭素液の蒸発圧力を一定に制御することが可能となる。
【００３４】
請求項９記載の発明によれば、二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を一定に制御しているので、請求項４、５、又は６記載の効果に加えて、冷却器内の冷し込みによって負荷変動が発生した場合でも、その負荷変動に応じて二酸化炭素レシーバ内の飽和圧力を可変制御しながら、適正な容量の二酸化炭素冷媒を冷却器へ送出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】ＣＯ2／ＮＨ3自然冷媒冷却システムと負荷側冷却設備とによって構成される本発明の冷却システムの構成図。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明は、負荷側冷却設備の熱量やＣＯ2／ＮＨ3自然冷媒冷却システムの冷却能力の大きさに関わらず、ＣＯ2レシーバの飽和圧力の変動を抑えて負荷側冷却設備の冷凍能力を適正に制御できる冷却システムを実現させるという目的を達成するために、一次冷媒／二次冷媒・冷却システムに適用され、前記一次冷媒によって熱交換された二次冷媒を用いて負荷側の冷却器を冷却する冷却システムであって、前記二次冷媒の液体冷媒を貯蔵する二次冷媒レシーバ内の飽和圧力を検出し、該飽和圧力に応じて、前記一次冷媒を圧縮する一次冷媒圧縮機の冷却能力をリニアに制御することにより、前記二次冷媒レシーバ内の飽和圧力を一定に制御するように構成したことによって実現した。
【実施例】
【００３７】
以下、図１を参照して、本発明の冷却システムに係る好適な一実施例を説明する。図１は、ＣＯ2／ＮＨ3自然冷媒冷却システムと負荷側冷却設備とによって構成される本発明の冷却システムの構成図である。
【００３８】
図１において、冷却システム１は、ＣＯ2／ＮＨ3自然冷媒冷却システムを構成するＣＯ2／ＮＨ3ユニット２と、冷凍装置や空調装置などの負荷側冷却設備３とによって構成されている。ＣＯ2／ＮＨ3ユニット２は、ＣＯ2液冷媒を貯蔵するＣＯ2レシーバ４、ＮＨ3液の蒸発によるＣＯ2ガスを凝縮させると共に、負荷側冷却設備３での熱交換で気化したＣＯ2冷媒を凝縮させるＣＯ2／ＮＨ3カスケードコンデンサ５、ＣＯ2液冷媒を負荷側冷却設備３へ送出するＣＯ2液ポンプ６、ＮＨ3ガスを圧縮するＮＨ3圧縮機７、ＮＨ3ガスを凝縮させるＮＨ3凝縮機８、凝縮されたＮＨ3ガスを貯蔵するＮＨ3レシーバ９、ＮＨ3ガスを減圧するＮＨ3膨張弁１０、ＣＯ2レシーバ４内のＣＯ2液冷媒の飽和圧力を検知するＣＯ2圧力センサ１１、ＣＯ2圧力センサ１１からの圧力検知情報に基づいてＣＯ2レシーバ４内のＣＯ2液冷媒の飽和圧力を制御するＣＯ2圧力調節器１２、及び周波数を変化させてＮＨ3圧縮機７の冷却能力の容量をリニア（比例的）に制御するインバータ１３によって構成されている。また、負荷側冷却設備３は、冷却器１４と、該冷却器１４へ供給するＣＯ2冷媒液の流量を制御するＣＯ2流量調整弁１５とよって構成されている。
【００３９】
また、冷却システム１におけるＣＯ2／ＮＨ3自然冷媒冷却系統のＣＯ2冷媒側は、ＣＯ2レシーバ４、ＣＯ2／ＮＨ3カスケードコンデンサ５、ＣＯ2液ポンプ６、冷却器１４、及びＣＯ2流量調整弁１５の各種機器によって構成され、図１に示すような配管系統でＣＯ2冷媒回路（２次冷媒回路）が接続されている。
【００４０】
さらに、冷却システム１におけるＣＯ2／ＮＨ3自然冷媒冷却系統のＮＨ3冷媒側は、ＮＨ３圧縮機７、ＮＨ3凝縮器８、ＮＨ３レシーバ９、ＮＨ3膨張弁１０、及びＣＯ2／ＮＨ3カスケードコンデンサ５によって構成され、図１に示すような配管系統でＮＨ3冷媒回路（１次冷媒回路）が接続されている。
【００４１】
そして、ＮＨ3圧縮機７で圧縮されたＮＨ3ガスは、ＮＨ3凝縮器８で凝縮されてＮＨ3レシーバ９に蓄えられた後、ＮＨ3膨張弁１０で減圧されてＣＯ2／ＮＨ3カスケードコンデンサ５へ供給される。
【００４２】
一方、ＣＯ2ガスは、ＣＯ2／ＮＨ3カスケードコンデンサ５におけるＮＨ3液の蒸発によって凝縮されてＣＯ2冷媒液となり、該ＣＯ2冷媒液はＣＯ2レシーバ４に蓄えられた後にＣＯ2液ポンプ３によって負荷側冷却設備３の冷却器１４へ供給される。
【００４３】
ここで、ＣＯ2レシーバ４内のＣＯ2液冷媒の飽和圧力の制御は次のようにして行われる。すなわち、ＣＯ2レシーバ４内のＣＯ2液冷媒の飽和圧力は、ＣＯ2レシーバ４に付設されたＣＯ2圧力センサ１１によって常時検知される。さらに、ＣＯ2圧力センサ１１の圧力検知情報はＣＯ2圧力調節器１２へ送信される。
【００４４】
これにより、ＣＯ2圧力調節器１２は、ＣＯ2圧力センサ１１からの圧力検知情報に基づいて、ＣＯ2レシーバ４内のＣＯ2液冷媒の飽和圧力を、ＣＯ2圧力調節器１２によって予め設定された圧力に保持するように、インバータ１３の周波数を変化させることにより、ＮＨ3圧縮機７の冷却能力の容量をリニア（比例的）に制御する。言い換えると、ＣＯ2圧力調節器１２は、ＣＯ2圧力センサ１１からの圧力検知情報に基づいて、インバータ１３の周波数を可変制御させ、ＮＨ3圧縮機７の冷却能力の容量に応じてＣＯ2レシーバ４内のＣＯ2液冷媒の飽和圧力を適正に変化させる。
【００４５】
このようにして、ＣＯ2レシーバ４内のＣＯ2液冷媒の飽和圧力を一定に制御することにより、ＣＯ2レシーバ４内のＣＯ2液冷媒の飽和液中でのボイリングが抑えられる。従って、ＣＯ2レシーバ４内におけるＣＯ2液冷媒の飽和液のボイリングが抑えられることにより、ＣＯ２液ポンプ６の吸込み側でのキャビテーションを防止することができる。その結果、ＣＯ２液ポンプ６は負荷側冷却設備３の冷却器１４へ安定したＣＯ2液冷媒を供給することができる。
【００４６】
このようにしてＣＯ2レシーバ４内のＣＯ2液冷媒の飽和圧力を一定に保持することにより、負荷側冷却設備３の冷却器１４へ供給されるＣＯ2液冷媒の飽和圧力が一定となり、ＣＯ2蒸発圧力も一定となる。このような制御は、ＣＯ2圧力センサ１１とＣＯ2圧力調節器１２とインバータ１３とによるフィードバック制御によって行われているので、負荷側冷却設備３における冷却器１４の熱量の変化に関係なく、ＣＯ2／ＮＨ3自然冷媒冷却系統のシステム全体の運転条件を一定に維持することが可能となる。
【００４７】
以上説明した内容を要約すると、本発明の冷却システム１は、ＣＯ2圧力センサ１１によってＣＯ2レシーバ４内のＣＯ2液冷媒の飽和圧力を検知し、ＣＯ2液冷媒の飽和圧力が一定になるように、ＮＨ3冷媒回路のＮＨ3圧縮機７をインバータ１３によってリニアに制御している。これにより、負荷側冷却設備３の熱量の変化に対して、ＣＯ2レシーバ４内のＣＯ2液冷媒の飽和圧力を一定に制御することができ、且つ、ＣＯ2液ポンプ６からＣＯ2液冷媒を安定して送液することができる。言い換えると、負荷側冷却設備３の熱量の変化に対して、ＣＯ2レシーバ４内の飽和圧力を一定に制御することで、ＣＯ2液ポンプ６の安定送液を可能とする飽和圧力制御方式を実現することができる。
【００４８】
また、このようにしてＣＯ2レシーバ４内の飽和圧力を一定に制御することで、ＣＯ2レシーバ４内の飽和液中でのボイリングを抑えることができるため、ＣＯ2液ポンプ６のキャビテーションを防止して負荷側へＣＯ2飽和液を安定して供給することが可能となる。
【００４９】
以上説明したような作用により、本発明の冷却システムは、負荷側冷却設備３の熱量に対して、冷却能力に余裕がある場合や負荷変動が大きい場合でも、ＣＯ2レシーバ４内の飽和圧力を一定に制御して冷却不良の防止を実現することができる。また、ＣＯ2液ポンプが安定した送液を行うことによって冷却不良の防止を実現させることもできる。さらに、本発明の冷却システムに適用されるＣＯ2／ＮＨ3自然冷媒冷却システムにおいては、圧力変化の大きいＣＯ2液冷媒を使用しても、ＣＯ2レシーバ４内の飽和圧力の変動を抑えることでＣＯ2液冷媒を安定的に負荷側冷却設備３へ供給することができる。
【００５０】
すなわち、本発明の冷却システムにおいては、ＣＯ2液冷媒の飽和圧力を一定に保持するように、ＮＨ3圧縮機７の冷凍能力の容量をリニアに制御することで、負荷側冷却設備３の冷却器１４の熱量に変動が生じても、該冷却器１４へ安定したＣＯ2液冷媒の飽和液を供給することが可能となる。その結果、ＣＯ2／ＮＨ3自然冷媒冷却システムを構成するＣＯ2／ＮＨ3ユニット２と、冷却器４を含む負荷側冷却設備３とで構成された冷却システム１全体の運転条件を一定にすることができる。
【００５１】
言い換えると、冷凍装置や空調装置等の負荷側冷却設備３に適用されるＣＯ2／ＮＨ3自然冷媒冷却システムにおいては、ＮＨ3冷凍サイクルにて冷却・凝縮させたＣＯ2液冷媒をＣＯ2液ポンプ６によって負荷側冷却設備３へ供給している。このとき、従来の技術では、冷凍装置や空調装置等の負荷が低減したときにＣＯ2レシーバ４内のＣＯ2液冷媒の飽和圧が急激に低下することにより、ＣＯ2レシーバ４内のＣＯ2液冷媒にボイリングが発生して、ＣＯ2液ポンプ６から送出されるＣＯ2液冷媒の送液力が不安定になる。ところが、本発明の冷却システムでは、ＣＯ2／ＮＨ3自然冷媒循環方式において、ＣＯ2レシーバ４内のＣＯ2液冷媒の飽和圧力が一定となるように冷却能力を制御することにより、負荷側冷却設備３の負荷低減時においても、ＣＯ2液ポンプ６から負荷側冷却設備３へ安定して送液を行うことができる。
【００５２】
以上、本発明に係る冷却システムの具体的な実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の冷却システムは、一次冷媒／二次冷媒・冷却システムやＣＯ2／ＮＨ3自然冷媒冷却システムによる冷却方式を採用する冷凍装置や空調装置等の分野で有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１    冷却システム
２    ＣＯ2／ＮＨ3ユニット
３    負荷側冷却設備
４    ＣＯ2レシーバ
５    ＣＯ2／ＮＨ3カスケードコンデンサ
６    ＣＯ2液ポンプ
７    ＮＨ3圧縮機
８    ＮＨ3凝縮機
９    ＮＨ3レシーバ
１０  ＮＨ3膨張弁
１１  ＣＯ2圧力センサ
１２  ＣＯ2圧力調節器
１３  インバータ
１４  冷却器
１５  ＣＯ2 流量調整弁
【図１】
2011196607.tif 000003