(57)【要約】【課題】二段・カスケードを変換可能な船用省エネ超低温冷凍システムを提供する。【解決手段】高温段冷凍システム、低温段冷凍システム、高温段空気冷却機の熱フッ素デフロストシステム及び低温段空気冷却機の熱フッ素デフロストシステムを備える二段・カスケードを変換可能な船用省エネ超低温冷凍システム。高温段空気冷却機の熱フッ素デフロストシステムは、高温段圧縮機を含み、その出口が第１の油分離器を介して２つに分かれ、その他方が第１の電磁弁、高温段空気冷却機、第３の電磁弁、第１の減圧弁、第１の気液分離器、第１の逆止弁、第１の再生器を介して高温段圧縮機の吸気口に接続する。低温段空気冷却機の熱フッ素デフロストシステムは、低温段圧縮機を含み、その出口が予冷器、第２の油分離器を介して２つに分かれ、その他方が第８の電磁弁、低温段空気冷却機、第６の電磁弁、第２の減圧弁、第２の気液分離器、第３の逆止弁、第２の再生器を介して低温段圧縮機の吸気口に接続する。本発明の顕著な効果は、冷凍範囲が大きく、降温速度が速く、省エネ効果が良く、デフロストが十分に行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温段冷凍システム、低温段冷凍システム、高温段空気冷却機の熱フッ素デフロストシステム及び低温段空気冷却機の熱フッ素デフロストシステムを備える二段・カスケードを変換可能な船用省エネ超低温冷凍システムにおいて、
（一）前記高温段冷凍システムは、一体型二段冷凍システムであり、
（二）前記高温段冷凍システムは、管路に接続された高温段圧縮機（１）、第１の油分離器（２）、第２の電磁弁（４）、水冷凝縮器（５）、液体貯留箱（６）、高温段乾燥フィルタ（７）、第１の電子膨張弁（８）、中間冷却器（９）、第１の再生器（１０）、第４の電磁弁（１７）、第２の電子膨張弁（１６）、第２の逆止弁（１５）、高温段空気冷却機（４１）、第１０の電磁弁（４０）、第６の逆止弁（３９）、第５の電磁弁（１９）、第３の電子膨張弁（１８）、凝縮蒸発器（３７）、第５の逆止弁（３８）を含み、
（三）前記高温段圧縮機（１）の出口が第１の油分離器（２）の入口に接続し、第１の油分離器（２）の出口が２つに分かれ、その一方が第２の電磁弁（４）を介して水冷凝縮器（５）の入口に接続し、水冷凝縮器（５）の出口が液体貯留箱（６）に接続し、液体貯留箱（６）の出口が高温段乾燥フィルタ（７）の入口に接続し、高温段乾燥フィルタ（７）の出口が２つに分かれ、その一方が第１の電子膨張弁（８）、中間冷却器（９）を介して高温段圧縮機（１）に接続し、その他方が中間冷却器（９）を介して第１の再生器（１０）の１つの入口に接続し、第１の再生器（１０）の１つの出口が２つに分かれ、その一方が第４の電磁弁（１７）、第２の電子膨張弁（１６）、第２の逆止弁（１５）を介して高温段空気冷却機（４１）に接続し、高温段空気冷却機（４１）が第１０の電磁弁（４０）、第６の逆止弁（３９）、第１の再生器（１０）を介して高温段圧縮機（１）に接続し、その他方が第５の電磁弁（１９）、第３の電子膨張弁（１８）を介して凝縮蒸発器（３７）の低温通路に接続し、凝縮蒸発器（３７）の低温通路の出口が第５の逆止弁（３８）、第１の再生器（１０）を介して高温段圧縮機（１）に接続し、
（四）前記低温段冷凍システムは、管路に接続された低温段圧縮機（３２）、予冷器（３３）、第２の油分離器（３５）、第９の電磁弁（３６）、凝縮蒸発器（３７）、低温段乾燥フィルタ（２０）、第２の再生器（２１）、監視窓（２２）、第４の電子膨張弁（２３）、第４の逆止弁（２７）、低温段空気冷却機（２９）、第７の電磁弁（３０）、膨張容器（３１）を含み、
（五）前記低温段圧縮機（３２）の出口が予冷器（３３）を介して第２の油分離器（３５）の入口に接続し、第２の油分離器（３５）の出口が２つに分かれ、その一方が第９の電磁弁（３６）を介して凝縮蒸発器（３７）の高温通路に接続し、凝縮蒸発器（３７）の高温通路が低温段乾燥フィルタ（２０）に接続し、低温段乾燥フィルタ（２０）の出口が第２の再生器（２１）の１つの入口に接続し、第２の再生器（２１）の１つの出口が監視窓（２２）、第４の電子膨張弁（２３）、第４の逆止弁（２７）、低温段空気冷却機（２９）、第７の電磁弁（３０）を介して低温段圧縮機（３２）に接続することを特徴とする二段・カスケードを変換可能な船用省エネ超低温冷凍システム。
【請求項２】
前記高温段空気冷却機の熱フッ素デフロストシステムは、管路に接続された高温段圧縮機（１）、第１の油分離器（２）、第１の電磁弁（３）、高温段空気冷却機（４１）、第３の電磁弁（１４）、第１の減圧弁（１３）、第１の気液分離器（１２）、第１の逆止弁（１１）、第１の再生器（１０）を含み、前記高温段圧縮機（１）の出口が第１の油分離器（２）の入口に接続し、第１の油分離器（２）の出口が２つに分かれ、その他方が第１の電磁弁（３）、高温段空気冷却機（４１）、第３の電磁弁（１４）、第１の減圧弁（１３）を介して第１の気液分離器（１２）に接続し、第１の気液分離器（１２）の出口が第１の逆止弁（１１）、第１の再生器（１０）を介して高温段圧縮機に接続する請求項１に記載の二段・カスケードを変換可能な船用省エネ超低温冷凍システム。
【請求項３】
前記低温段空気冷却機の熱フッ素デフロストシステムは、管路に接続された低温段圧縮機（３２）、予冷器（３３）、第２の油分離器（３５）、第８の電磁弁（３４）、低温段空気冷却機（２９）、第６の電磁弁（２８）、第２の減圧弁（２６）、第２の気液分離器（２５）、第３の逆止弁（２４）、第２の再生器（２１）、膨張容器（３１）を含み、前記低温段圧縮機（３２）の出口が予冷器（３３）を介して第２の油分離器（３５）の入口に接続し、第２の油分離器（３５）の出口が２つに分かれ、その他方が第８の電磁弁（３４）、低温段空気冷却機（２９）、第６の電磁弁（２８）、第２の減圧弁（２６）を介して第２の気液分離器（２５）に接続し、第２の気液分離器（２５）の出口が第３の逆止弁（２４）、第２の再生器（２１）を介して低温段圧縮機（３２）に接続する請求項１に記載の二段・カスケードを変換可能な船用省エネ超低温冷凍システム。
【請求項４】
前記高温段圧縮機（５４）及び低温段圧縮機（４３）は、変速スクリュー圧縮機である請求項１に記載の二段・カスケードを変換可能な船用省エネ超低温冷凍システム。
【請求項５】
前記高温段冷凍システムは、一体型二段冷凍システムであり、独立した冷凍システムとすることのできる請求項１に記載の二段・カスケードを変換可能な船用省エネ超低温冷凍システム。
【請求項６】
前記高温段冷凍システムにおいて、第５の電磁弁（１９）を起動させ、第４の電磁弁（１７）をオフにすることで、二段圧縮冷凍システムのカスケード圧縮冷凍システムへの変換が達成される請求項１に記載の二段・カスケードを変換可能な船用省エネ超低温冷凍システム。
【請求項７】
前記凝縮蒸発器（３７）は、板式熱交換器である請求項１に記載の二段・カスケードを変換可能な船用省エネ超低温冷凍システム。
【請求項８】
前記高温段冷凍システムに冷媒Ｒ４０４Ａが適用され、低温段冷凍システムに冷媒Ｒ２３が適用される請求項１に記載の二段・カスケードを変換可能な船用省エネ超低温冷凍システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍及び低温技術分野に属し、二段・カスケードを変換可能な船用省エネ超低温冷凍システムに関し、特に、空気冷却機の熱フッ素デフロスト回路付きの二段・カスケードを変換可能な超低温低温冷凍システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
二段圧縮冷凍システムは、圧縮過程を２つの段階に分けて行い、つまり、凝縮圧力と蒸発圧力との間に中間圧力を加える。蒸発器からの低圧冷媒蒸気は、圧縮機の低圧段において蒸発圧力から適当な中間圧力まで圧縮されてから、中間冷却された後、高圧段に入って、ここで中間圧力から凝縮圧力に圧縮されることで、二段圧縮となる。カスケード型冷凍システムは、それぞれ高温部及び低温部と呼ばれる２つの冷凍システムからなる。高温部は中温中圧冷媒を使用し、低温部は低温高圧冷媒を使用する。高温部と低温部とが互いに重なる装置は、凝縮蒸発器であり、高温部の蒸発器でもあるし、低温部の凝縮器でもあり、凝縮蒸発器において、高温部の中温冷媒の気化による吸熱によって、低温部の冷媒を凝縮させる。
【０００３】
冷凍工程において、蒸発温度が−２５℃以下に達する場合、小型冷凍装置だけがシステムを簡単化するために相変わらず一段圧縮冷凍システムを採用するが、最低でも−４０℃に達しない。食品冷蔵加工等の大きなシステムにおいて、蒸発温度を−３０℃〜−６０℃にする場合、一般的に、二段圧縮冷凍システムを採用する。蒸発温度を−６０℃〜−８０℃にする場合、二段圧縮冷凍システムでは、常に、冷媒凝固点、圧力の比率、蒸発圧力、運行経済性等の要素の限定により、要求を満たすことができなく、この場合、カスケード型冷凍システムを採用することができる。つまり、二段圧縮冷凍システムの蒸発温度は一般的に−３０℃〜−６０℃に調節され、カスケード型冷凍システムの蒸発温度は一般的に−５０℃〜−８０℃に調節される。
【０００４】
カスケード型冷凍システムの冷凍温度範囲を大きくするために、公開番号ＣＮ２０２９７３６４１Ｕの特許文献には、高温段冷凍システムと、低温段冷凍システムと、を備え、高温段圧縮機の出口は高温凝縮器を介して液体貯留箱に接続し、液体貯留箱出口が乾燥フィルタを介して２つに分かれ、低温段圧縮機の出口が２つに分かれ、前記膨張容器の出口の一方が低温段圧縮機の入口に接続し、他方が管式熱変換器を介して低温蒸発器に接続し、低温蒸発器の出口が油分離器を介して低温段圧縮機の入口に接続する−８０℃直並列カスケード自動変換の冷凍システムが開示される。このシステムが運行する場合、電磁弁の変換によって、それぞれ高温段（室温〜−４０℃）及び低温段冷凍（−４０℃〜−８０℃）に対する温度制御を達成し、室温〜−８０℃の温度制御を達成し、冷凍範囲が大きく、圧縮機の運行効率を向上させ、運行コストを低下させることができる。しかしながら、上記冷凍システムの高温段では一段圧縮冷凍システムを採用するため、前記のように、冷凍工程において、蒸発温度が−２５℃より低くなると、対応する蒸発圧力も低く、圧力の比率ｐｋ/ｐｏが過大になり、圧縮機の実際の圧縮過程が常にエントロピー程度からはるかにずれて、圧縮機の実際の消費が大きくなり、効率が低下する。圧力の比率が過大になることにより、圧縮機の排気温度が高くなることで潤滑油が薄くなり、更に炭化してしまう。そのため、一段圧縮冷凍システムを採用しない。
【０００５】
現在、常用の空気冷却機によるデフロスト形態としては、従来の電気加熱によるデフロストを採用し、デフロスト時間はデフロスト制御器により制御され、電熱線による放射熱で霜層を融解する。このような方法の欠点は、デフロストシステムの消費するパワーが大きく、電気加熱システムの素子が多く、デフロストが十分ではなく、製品の安全性が低下する。実際の状況で、常に、貯蔵室温度の波動が大きく、食品の貯蔵品質に影響を与える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来技術の不足や欠陥に対して、特定の電磁弁を起動・停止させることで、空気冷却機の熱フッ素デフロスト回路付きの二段圧縮式冷凍システムのカスケード型冷凍システムへの変換が達成され、−３０℃〜−８０℃の蒸発温度での連続的な調節及び空気冷却機の熱フッ素デフロストの省エネ効果が達成される二段・カスケードを変換可能な船用省エネ超低温冷凍システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記技術問題を解決するために、高温段冷凍システム、低温段冷凍システム、高温段空気冷却機の熱フッ素デフロストシステム及び低温段空気冷却機の熱フッ素デフロストシステムを備える二段・カスケードを変換可能な船用省エネ超低温冷凍システムにおいて、前記高温段冷凍システムは、一体型二段冷凍システムであり、管路に接続された高温段圧縮機、第１の油分離器、第２の電磁弁、水冷凝縮器、液体貯留箱、高温段乾燥フィルタ、第１の電子膨張弁、中間冷却器、第１の再生器、第４の電磁弁、第２の電子膨張弁、第２の逆止弁、高温段空気冷却機、第１０の電磁弁、第６の逆止弁、第５の電磁弁、第３の電子膨張弁、凝縮蒸発器及び第５の逆止弁を含み、前記高温段圧縮機の出口が第１の油分離器の入口に接続し、第１の油分離器の出口が２つに分かれ、その一方が第２の電磁弁を介して水冷凝縮器の入口に接続し、水冷凝縮器の出口が液体貯留箱に接続し、液体貯留箱の出口が高温段乾燥フィルタの入口に接続し、高温段乾燥フィルタの出口が２つに分かれ、その一方が第１の電子膨張弁、中間冷却器を介して高温段圧縮機接続し、その他方が中間冷却器を介して第１の再生器の１つの入口に接続し、第１の再生器の１つの出口が２つに分かれ、その一方が第４の電磁弁、第２の電子膨張弁、第２の逆止弁を介して高温段空気冷却機に接続し、高温段空気冷却機が第１０の電磁弁、第６の逆止弁、第１の再生器を介して高温段圧縮機に接続し、その他方が第５の電磁弁、第３の電子膨張弁を介して凝縮蒸発器の低温通路に接続し、凝縮蒸発器の低温通路の出口が第５の逆止弁、第１の再生器を介して高温段圧縮機に接続することを特徴とする二段・カスケードを変換可能な船用省エネ超低温冷凍システムを提供する。
【０００８】
低温段冷凍システムは、管路に接続された低温段圧縮機、予冷器、第２の油分離器、第９の電磁弁、凝縮蒸発器、低温段乾燥フィルタ、第２の再生器、監視窓、第４の電子膨張弁、第４の逆止弁、低温段空気冷却機、第７の電磁弁、膨張容器を含み、前記低温段圧縮機の出口が予冷器を介して第２の油分離器の入口に接続し、第２の油分離器の出口が２つに分かれ、その一方が第９の電磁弁を介して凝縮蒸発器の高温通路に接続し、凝縮蒸発器の高温通路が低温段乾燥フィルタに接続し、低温段乾燥フィルタの出口が第２の再生器の１つの入口に接続し、第２の再生器の１つの出口が監視窓、第４の電子膨張弁、第４の逆止弁、低温段空気冷却機、第７の電磁弁を介して低温段圧縮機に接続する。
【０００９】
高温段空気冷却機の熱フッ素デフロストシステムは、管路に接続された高温段圧縮機、第１の油分離器、第１の電磁弁、高温段空気冷却機、第３の電磁弁、第１の減圧弁、第１の気液分離器、第１の逆止弁、第１の再生器を含み、前記高温段圧縮機の出口が第１の油分離器の入口に接続し、第１の油分離器の出口が２つに分かれ、その他方が第１の電磁弁、高温段空気冷却機、第３の電磁弁、第１の減圧弁を介して第１の気液分離器に接続し、第１の気液分離器の出口が第１の逆止弁、第１の再生器を介して高温段圧縮機に接続する。
【００１０】
低温段空気冷却機の熱フッ素デフロストシステムは、管路に接続された低温段圧縮機、予冷器、第２の油分離器、第８の電磁弁、低温段空気冷却機、第６の電磁弁、第２の減圧弁、第２の気液分離器、第３の逆止弁、第２の再生器、膨張容器を含み、前記低温段圧縮機の出口が予冷器を介して第２の油分離器の入口に接続し、第２の油分離器の出口が２つに分かれ、その他方が第８の電磁弁、低温段空気冷却機、第６の電磁弁、第２の減圧弁を介して第２の気液分離器に接続し、第２の気液分離器の出口が第３の逆止弁、第２の再生器を介して低温段圧縮機に接続する。
【００１１】
高温段圧縮機及び低温段圧縮機は、変速スクリュー圧縮機であり、エネルギーの無段調節を達成し、システムを高効率且つ省エネのものにすることができる。
【００１２】
高温段冷凍システムは、一体型二段冷凍システムであり、独立した冷凍システムとすることができる。
【００１３】
高温段冷凍システムにおいて、第５の電磁弁を起動させ、第４の電磁弁をオフにすることで、二段圧縮冷凍システムのカスケード圧縮冷凍システムへの変換が達成される。
【００１４】
前記凝縮蒸発器は、板式熱交換器であることを特徴とする二段・カスケードを変換可能な船用省エネ超低温冷凍システム。
【００１５】
前記高温段冷凍システムに冷媒Ｒ４０４Ａが適用され、低温段冷凍システムに冷媒Ｒ２３が適用されることを特徴とする二段・カスケードを変換可能な船用省エネ超低温冷凍システム。
【発明の効果】
【００１６】
上記特徴をまとめると、本発明に記載の二段・カスケードを変換可能な船用省エネ超低温冷凍システムは、対応する電磁弁を起動・停止させることで、空気冷却機の熱フッ素デフロスト回路付きの二段圧縮式冷凍システムのカスケード型冷凍システムへの変換が達成され、カスケード型冷凍システムの冷凍温度範囲を効果的に拡大し、−３０℃〜−８０℃の蒸発温度での連続的な調節を達成し、システム性能を向上させることができ、運行が安定で、省エネ効果が明らかであるというメリットを有する。空気冷却機の熱フッ素デフロストは、省エネ・排出削減の適用において、明らかな優勢がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の二段・カスケードを変換可能な船用省エネ超低温冷凍システム構造の模式図であり、本発明の具体的な実施例でもある。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の達成する操作流れと創作特徴を理解やすくするために、以下、具体的な実施形態に合わせて、本発明を更に説明する。
【００１９】
図１に示すように、本発明は、高温段冷凍システム、低温段冷凍システム、高温段空気冷却機の熱フッ素デフロストシステム及び低温段空気冷却機の熱フッ素デフロストシステムを備える二段・カスケードを変換可能な船用省エネ超低温冷凍システムにおいて、前記高温段冷凍システムは、一体型二段冷凍システムであり、管路に接続された高温段圧縮機１、第１の油分離器２、第２の電磁弁４、水冷凝縮器５、液体貯留箱６、高温段乾燥フィルタ７、第１の電子膨張弁８、中間冷却器９、第１の再生器１０、第４の電磁弁１７、第２の電子膨張弁１６、第２の逆止弁１５、高温段空気冷却機４１、第１０の電磁弁４０、第６の逆止弁３９、第５の電磁弁１９、第３の電子膨張弁１８、凝縮蒸発器３７、第５の逆止弁３８を含み、前記高温段圧縮機１の出口が第１の油分離器２の入口に接続し、第１の油分離器２の出口が２つに分かれ、その一方が第２の電磁弁４を介して水冷凝縮器５の入口に接続し、水冷凝縮器５の出口が液体貯留箱６に接続し、液体貯留箱６の出口が高温段乾燥フィルタ７の入口に接続し、高温段乾燥フィルタ７の出口が２つに分かれ、その一方が第１の電子膨張弁８、中間冷却器９を介して高温段圧縮機１に接続し、その他方が中間冷却器９を介して第１の再生器１０の１つの入口に接続し、第１の再生器１０の１つの出口が２つに分かれ、その一方が第４の電磁弁１７、第２の電子膨張弁１６、第２の逆止弁１５を介して高温段空気冷却機４１に接続し、高温段空気冷却機４１が第１０の電磁弁４０、第６の逆止弁３９、第１の再生器１０を介して高温段圧縮機１に接続し、その他方が第５の電磁弁１９、第３の電子膨張弁１８を介して凝縮蒸発器３７の低温通路に接続し、凝縮蒸発器３７の低温通路の出口が第５の逆止弁３８、第１の再生器１０を介して高温段圧縮機１に接続することを特徴とする二段・カスケードを変換可能な船用省エネ超低温冷凍システムである。
【００２０】
低温段冷凍システムは、管路に接続された低温段圧縮機３２、予冷器３３、第２の油分離器３５、第９の電磁弁３６、凝縮蒸発器３７、低温段乾燥フィルタ２０、第２の再生器２１、監視窓２２、第４の電子膨張弁２３、第４の逆止弁２７、低温段空気冷却機２９、第７の電磁弁３０、膨張容器３１を含み、前記低温段圧縮機３２の出口が予冷器３３を介して第２の油分離器３５の入口に接続し、第２の油分離器３５の出口が２つに分かれ、その一方が第９の電磁弁３６を介して凝縮蒸発器３７の高温通路に接続し、凝縮蒸発器３７の高温通路が低温段乾燥フィルタ２０に接続し、低温段乾燥フィルタ２０の出口が第２の再生器２１の１つの入口に接続し、第２の再生器２１１つの出口が監視窓２２、第４の電子膨張弁２３、第４の逆止弁２７、低温段空気冷却機２９、第７の電磁弁３０を介して低温段圧縮機３２に接続する。
【００２１】
高温段空気冷却機の熱フッ素デフロストシステムは、管路に接続された高温段圧縮機１、第１の油分離器２、第１の電磁弁３、高温段空気冷却機４１、第３の電磁弁１４、第１の減圧弁１３、第１の気液分離器１２、第１の逆止弁１１、第１の再生器１０を含み、前記高温段圧縮機１の出口が第１の油分離器２の入口に接続し、第１の油分離器２の出口が２つに分かれ、その他方が第１の電磁弁３、高温段空気冷却機４１、第３の電磁弁１４、第１の減圧弁１３を介して第１の気液分離器１２に接続し、第１の気液分離器１２の出口が第１の逆止弁１１、第１の再生器１０を介して高温段圧縮機に接続する。
【００２２】
低温段空気冷却機の熱フッ素デフロストシステムは、管路に接続された低温段圧縮機３２、予冷器３３、第２の油分離器３５、第８の電磁弁３４、低温段空気冷却機２９、第６の電磁弁２８、第２の減圧弁２６、第２の気液分離器２５、第３の逆止弁２４、第２の再生器２１、膨張容器３１を含み、前記低温段圧縮機３２の出口が予冷器３３を介して第２の油分離器３５の入口に接続し、第２の油分離器３５の出口が２つに分かれ、その他方が第８の電磁弁３４、低温段空気冷却機２９、第６の電磁弁２８、第２の減圧弁２６を介して第２の気液分離器２５に接続し、第２の気液分離器２５の出口が第３の逆止弁２４、第２の再生器２１を介して低温段圧縮機３２に接続する。
【００２３】
高温段冷凍システムの作業過程は、下記の通りである。第１の電磁弁３をオフにし、第２の電磁弁４をオンにし、高温段圧縮機１を起動させると、Ｒ４０４Ａ蒸気が高温段圧縮機１から排出されて高温高圧蒸気になり、第１の油分離器２に入って、潤滑油と冷媒とが分離し、冷媒蒸気が水冷凝縮器５に入って、冷媒蒸気が水冷凝縮器５内で液体冷媒に凝縮された後、液体貯留箱６、高温段乾燥フィルタ７を経由してから２つに分かれ、その一方が第１の電子膨張弁８を介して中間冷却器９に接続し、その他方が直接中間冷却器９に接続し、中間冷却器９に液体及び気体冷媒の２つの出口があり、気体冷媒が高温段圧縮機１の低圧シリンダから排出された冷媒と混合した後で高圧シリンダに入り、液体冷媒が第１の再生器１０に入って高温段空気冷却機からのＲ４０４Ａ蒸気により過冷却され、過冷却された液体冷媒が第４の電磁弁１７、第２の電子膨張弁１６、第２の逆止弁１５を介して高温段空気冷却機４１に入って、これにより、高温段空気冷却機による冷凍が達成される。
【００２４】
設置する異なる冷凍温度に応じて、対応する電磁弁を起動・停止させることで、二段圧縮冷凍システムのカスケード型冷凍システムへの変換を達成することができる。変換過程は、下記の通りである。高温段冷凍システムが正常に作業する前提で、第５の電磁弁１９をオンにし、第４の電磁弁１７をオフにし、低温段冷凍システムを起動させると、Ｒ４０４Ａ液体冷媒が凝縮蒸発器３７内で蒸発を達成し、Ｒ２３の凝縮に冷却を提供する。
【００２５】
低温段冷凍システムの作業過程は、下記の通りである。第８の電磁弁３４をオフにし、第９の電磁弁３６をオンにし、低温段圧縮機３２を起動させると、Ｒ２３蒸気が低温段圧縮機３２から排出され、高温高圧蒸気になり、予冷器３３に入って予冷・放熱を行った後、第２の油分離器３５に入って、潤滑油と冷媒とが分離し、冷媒蒸気が凝縮蒸発器３７の高温通路に入って低温通路におけるＲ４０４Ａ液体冷媒により凝縮され、その後、低温段乾燥フィルタ２０を介して第２の再生器２１に入って過冷却・放熱され、過冷却されたＲ２３液体冷媒が監視窓２２、第４の電子膨張弁２３、第４の逆止弁２７を介して低温段空気冷却機２９に入って蒸発して吸熱することで、低温段空気冷却機２９による冷凍が達成される。これにより、二段・カスケードを変換可能な船用省エネ超低温冷凍システムの−３０℃〜−８０℃の蒸発温度での連続的な調節が達成される。
【００２６】
空気冷却機の熱フッ素デフロスト回路は、凝結された霜層を融解するために、圧縮機により排出された高温高圧気体に、直接空気冷却機の熱交換器を通過させることで、デフロストの目的を達成するものである。このようなデフロストシステムは、高温気体が空気冷却機の熱交換器内部で加熱されるので、デフロスト時間が短く、パワー消費が低く、安全で信頼できる。
【００２７】
高温段冷凍システムによるデフロストは、下記の通りである。第１の電磁弁３を起動させ、第２の電磁弁４をオフにし、第１０の電磁弁４０をオフにし、第３の電磁弁１４を起動させ、高温段空気冷却機４１の電機をオフにし、高温段変速スクリュー圧縮機１を起動させると、Ｒ４０４Ａ蒸気が高温段変速スクリュー 圧縮機１に入って、高温高圧蒸気になり、油分離器２に入って、潤滑油と冷媒とが分離し、冷媒蒸気が第１の電磁弁３を介して高温段空気冷却機４１に入って液化して吸熱し、デフロストしはじめ、Ｒ４０４Ａ液体が第３の電磁弁１４、第１の減圧弁１３、第１の気液分離器１２、第１の逆止弁１１を経由した後で気体の形態で高温段変速スクリュー圧縮機１に入る。
低温段冷凍システムによるデフロストは、下記の通りである。第８の電磁弁３４を起動させ、第９の電磁弁３６をオフにし、第７の電磁弁３０をオフにし、第６の電磁弁２８を起動させ、低温段変速スクリュー圧縮機３２を起動させ、低温段空気冷却機２９電機をオフにすると、Ｒ２３蒸気が低温段変速スクリュー圧縮機３２に入って、高温高圧蒸気になり、予冷器３３を介して第２の油分離器３５に入って、潤滑油と冷媒とが分離し、冷媒蒸気が第８の電磁弁３４を介して低温段空気冷却機２９に入って液化し吸熱し、デフロストしはじめ、Ｒ２３液体が第６の電磁弁２８、第２の減圧弁２６、第２の気液分離器２５、第３の逆止弁２４を経由した後で気体の形態で低温段変速スクリュー圧縮機３２に入る。
【００２８】
本発明の運行特徴は、下記の通りである。冷凍過程において、異なる蒸発温度の要求に応じて、異なる冷凍システムを変換することができ、冷凍効果が良く、温度制御が正確であると共に、まず高温部を起動させて、高温部の蒸発温度が低温部の凝縮圧力が許可される最大安全圧力値を超えないようにする温度まで低下すると、低温部を起動させるという常規のカスケード型冷凍システムの起動の特徴を有する。デフロストの途中で、システムの運行安全を保証するために、冷凍回路と反対する回路運行を採用する。つまり、エアハンマー現象の発生を避けるために、高温高圧冷媒蒸気が空気冷却機の冷媒蒸気出口から入って、吸熱し液化した後で、液体冷媒が空気冷却機の冷媒液体入口から離れ、減圧弁及び気圧分離器から圧縮機の吸気口に入る。
【００２９】
以上の分析から、本発明の二段・カスケードを変換可能な船用省エネ超低温冷凍システムは、カスケード型冷凍システムの冷凍温度範囲が小さい問題の改善や、カスケード型冷凍系空気冷却機のデフロストの改善で、明らかに省エネ・高効率の優勢を有することが判明される。
【符号の説明】
【００３０】
１、高温段圧縮機
２、第１の油分離器
３、第１の電磁弁
４、第２の電磁弁
５、水冷凝縮器
６、液体貯留箱
７、高温段乾燥フィルタ
８、第１の電子膨張弁
９、中間冷却器
１０、第１の再生器
１１、第１の逆止弁
１２、第１の気液分離器
１３、第１の減圧弁
１４、第３の電磁弁
１５、第２の逆止弁
１６、第２の電子膨張弁
１７、第４の電磁弁
１８、第３の電子膨張弁
１９、第５の電磁弁
２０、低温段乾燥フィルタ
２１、第２の再生器
２２、監視窓
２３、第４の電子膨張弁
２４、第３の逆止弁
２５、第２の気液分離器
２６、第２の減圧弁
２７、第４の逆止弁
２８、第６の電磁弁
２９、低温段空気冷却機
３０、第７の電磁弁
３１、膨張容器
３２、低温段圧縮機
３３、予冷器
３４、第８の電磁弁
３５、第２の油分離器
３６、第９の電磁弁
３７、凝縮蒸発器
３８、第５の逆止弁
３９、第６の逆止弁
４０、第１０の電磁弁
４１、高温段空気冷却機
【図１】
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【国際調査報告】
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