專利名稱：具有制冷劑/水熱交換器的冷凍裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連接熱源單元和熱交換單元而構(gòu)成的冷凍裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，作為現(xiàn)在使用的冷凍裝置連接熱源單元和熱交換單元而構(gòu)成，其中，該熱源單元搭載壓縮排出制冷劑的壓縮機(jī)，該熱交換單元搭載對從該熱源單元供給的上述制冷劑與水進(jìn)行熱交換的制冷劑/水熱交換器，生成冷熱水而向利用側(cè)熱交換器供給(例如參照特開平08-233405號公報及特開平08-233398號公報)。
在這樣的現(xiàn)有型冷凍裝置，特別是在前者特開平08-233405號公報中開示的冷凍裝置中，設(shè)置多個形成以螺旋狀搭載于熱交換單元上的制冷劑/水熱交換器的兩層管式制冷劑/水熱交換器，朝向這些多個制冷劑/水熱交換器并列連接，與上述利用側(cè)熱交換器連接的冷熱水回路和與上述熱源單元連接的制冷劑回路被分別并聯(lián)，并且進(jìn)行熱交換。向上述利用側(cè)熱交換器供給的冷熱水的流量由于如上所述是分別從朝向上述熱水回路并聯(lián)的上述多個制冷劑/水熱交換器同時供給的，故可以確保，但從上述熱源單元供給的制冷劑不能高效率地進(jìn)行熱交換，要解決該問題，必須將對上述冷熱水和上述制冷劑進(jìn)行熱交換的長度加長。即必須分別使上述多個制冷劑/水熱交換器大型化，而不能使熱交換單元小型化，同時，不能使上述冷凍裝置小型化。
另外，由于將兩層管式制冷劑/水熱交換器上下重疊設(shè)置，故具有重心位置變高，且在運(yùn)送時或裝配時傾倒等危險性。
另外，從流通電阻或熱交換效率考慮，由于使上述制冷劑流通兩層管式熱交換器的內(nèi)管和外管之間，并使上述冷熱水在該內(nèi)管內(nèi)部流通，故在從上述熱交換單元向利用側(cè)熱交換器供給冷水時，要防止該凍結(jié)，必須將上述溫度傳感器插入上述內(nèi)管內(nèi)，而該熱交換器的加工不容易。
另外，在上述公報的冷凍裝置中，在進(jìn)行上述熱源單元或上述熱交換單元控制的各控制裝置的外包裝上設(shè)置隔熱材料等來防止該控制裝置內(nèi)的結(jié)露。特別是在供給冷熱水的熱交換單元上，由于通過使熱源單元運(yùn)轉(zhuǎn)，從而被收納的制冷劑/水熱交換器與外部氣體溫度沒有關(guān)系地進(jìn)行溫度變化，故容易在被收納于上述熱交換單元內(nèi)的熱交換側(cè)控制裝置上產(chǎn)生結(jié)露，該控制裝置必須進(jìn)行充分的隔熱，而構(gòu)成成本增加的主要原因。
另一方面，在特開平08-233398號公報中公開的冷凍裝置中，由于僅檢測從上述熱交換單元向上述利用側(cè)熱交換器供給的冷熱水的行進(jìn)側(cè)溫度和返回側(cè)溫度，故通常僅可進(jìn)行重視效率的運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，由于從熱源單元向熱交換單元供給的制冷劑不能被充分過冷卻，故不能有效地進(jìn)行上述制冷劑的熱交換。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是為解決這樣的問題點(diǎn)而開發(fā)的，本發(fā)明的第一方面提供一種冷凍裝置，其具有小型且高效的熱交換單元。
本發(fā)明的第二方面提供一種冷凍裝置，其具有防止運(yùn)輸或裝配時傾倒的危險性，同時還可便于防止向利用側(cè)熱交換器供給的冷熱水凍結(jié)的熱交換單元。
本發(fā)明的第三方面提供一種冷凍裝置，其防止控制裝置結(jié)露，抑制了成本。
本發(fā)明的第四方面提供一種冷凍裝置，其具有在提高熱交換效率的同時，可選擇重視功率的運(yùn)轉(zhuǎn)和重視節(jié)能的運(yùn)轉(zhuǎn)的熱交換單元。
實(shí)現(xiàn)以上目的的本發(fā)明的冷凍裝置是連接熱源單元和熱交換單元而構(gòu)成的，其中，熱源單元搭載壓縮排出制冷劑的壓縮機(jī)及熱源側(cè)熱交換器，熱交換單元搭載對上述制冷劑和向利用側(cè)熱交換器供給的冷熱水進(jìn)行熱交換的熱交換器，其特征在于，上述熱交換器由分割為多個板式熱交換器而構(gòu)成的制冷劑/水熱交換器構(gòu)成。
根據(jù)上述發(fā)明，通過采用由多個板式熱交換器構(gòu)成制冷劑/水熱交換器可將熱交換單元小型化，將冷凍裝置小型化。
另外，上述冷凍裝置還具有從上述熱源單元供給的上述制冷劑流通的制冷劑回路及向上述利用側(cè)熱交換供給的上述冷熱水流通的冷熱水回路，上述制冷劑回路與上述多個板式熱交換器串聯(lián)，以使上述制冷劑依次流通上述多個板式熱交換器而返回上述熱源單元，上述冷熱水回路具有與上述多個板式熱交換器并聯(lián)的并聯(lián)回路，以使上述冷熱水在上述多個板式熱交換器中同時并行流通。
根據(jù)上述冷凍裝置，通過使制冷劑串聯(lián)流向多個板式熱交換器，可提高上述制冷劑的熱交換效率，通過使向上述利用側(cè)熱交換器供給的冷熱水并聯(lián)流向多個板式熱交換器，可確保向上述利用側(cè)熱交換器流通上述冷熱水的流通量，同時可降低上述冷熱水的流速，防止上述板式熱交換器等腐蝕。
另外，上述冷凍裝置的特征在于，上述熱源單元還具有氣體發(fā)動機(jī)，且上述壓縮機(jī)被上述氣體發(fā)動機(jī)驅(qū)動。
根據(jù)上述冷凍裝置，由于壓縮機(jī)可被以氣體為燃料的發(fā)動機(jī)驅(qū)動，故可使用廉價的氣體。
上述冷凍裝置的特征在于，上述熱源單元和上述熱交換單元內(nèi)的上述熱交換器由制冷劑配管連接，上述熱交換單元內(nèi)的上述熱交換器和上述利用側(cè)熱交換器介由循環(huán)泵由水配管連接。
根據(jù)上述冷凍裝置，由于由壓縮機(jī)壓縮排出的制冷劑僅在熱源單元內(nèi)和熱交換單元內(nèi)循環(huán)，故可減少上述制冷劑的使用量。
上述冷凍裝置的特征在于，還具有制冷劑熱交換器和存儲罐，其中，制冷劑熱交換器對從上述熱源單元供給的制冷劑與返回上述熱源單元的制冷劑進(jìn)行熱交換，存儲罐暫時存儲在上述熱交換單元內(nèi)循環(huán)的制冷劑，將上述制冷劑/水熱交換器、上述制冷劑熱交換器及上述存儲罐大致均等地分散配置在上述熱交換單元內(nèi)。
根據(jù)上述冷凍裝置，通過將制冷劑/水熱交換器、制冷劑熱交換器及存儲罐大致均等地分散配置在熱交換單元內(nèi)，可使上述熱交換單元的重心位于該熱交換單元的大致中央，同時，可降低上述重心的高位置。
上述冷凍裝置的特征在于，將已被分割為上述多個的制冷劑/水熱交換器設(shè)為偶數(shù)個而均等地分散配置在上述熱交換單元內(nèi)，朝向任意制冷劑/水熱交換器附近配設(shè)上述制冷劑熱交換器，并以上述熱交換單元的中央為中心，在與該制冷劑熱交換器相對的位置配設(shè)上述存儲罐。
根據(jù)上述冷凍裝置，首先，將最重的制冷劑/水熱交換器以偶數(shù)個均等地配置在上述熱交換單元內(nèi)，朝向任意制冷劑/水熱交換器的附近配設(shè)如下的重量物的上述制冷劑熱交換器，以上述熱交換單元的中央為中心，通過在與該制冷劑熱交換器相對的位置配設(shè)和上述制冷劑熱交換器大致相同重量的存儲罐，可容易地使該熱交換單元的重心位于大致中央。
另外，上述冷凍裝置的特征在于，將上述多個制冷劑/水熱交換器、上述制冷劑熱交換器、上述存儲罐大致均等地分散配設(shè)在上述熱交換單元內(nèi)的邊緣附近，同時，在上述多個制冷劑/水熱交換器和上述制冷劑熱交換器中配設(shè)各熱交換器的制冷劑出入口及冷熱水出入口，以使其與其它熱交換器的制冷劑出入口及冷熱水出入口相對。
根據(jù)上述冷凍裝置，通過將配置上述多個制冷劑/水熱交換器、上述制冷劑交換器、上述存儲罐的位置位于上述熱交換單元的邊緣附近，且將上述制冷劑/水熱交換器或上述制冷劑熱交換器的各熱交換器的制冷劑出入口及冷熱水出入口與其它熱交換器的制冷劑出入口及冷熱水出入口相對配置，由此，在上述熱交換單元內(nèi)的中央部僅形成連接上述熱交換器等的制冷劑配管等，因此，可在該中央部設(shè)置進(jìn)行該熱交換單元的維修空間。
上述冷凍裝置的特征在于，將各上述制冷劑/水熱交換器內(nèi)的最外層作為上述冷熱水流通的冷熱水層，同時，在上述制冷劑/水熱交換器的上述冷熱水出口附近設(shè)置檢測從該制冷劑/水熱交換器流出的冷熱水溫度的溫度傳感器。
根據(jù)上述冷凍裝置，通過將各上述制冷劑/水熱交換器內(nèi)的最外層作為上述冷熱水流通的冷熱水層，并在上述制冷劑/水熱交換器的上述冷熱水出口附近設(shè)置檢測從該制冷劑/水熱交換器流出的冷熱水溫度的溫度傳感器，可檢測出更正確的上述冷熱水溫度，防止上述冷熱水的凍結(jié)。
上述冷凍裝置的特征在于，上述溫度傳感器設(shè)置在各上述制冷劑/水熱交換器的上述冷熱水出口附近的外表面，進(jìn)行和外部氣體的隔熱處理。
根據(jù)上述冷凍裝置，由于上述溫度傳感器設(shè)置在各上述制冷劑/水熱交換器的上述冷熱水出口附近的外表面而進(jìn)行和外部氣體的隔熱處理，故容易地進(jìn)行上述溫度傳感器的安裝，同時，使由上述溫度傳感器檢出的上述冷熱水溫度不受外部氣體的影響。
上述冷凍裝置的特征在于，在上述熱交換單元內(nèi)還具有暫時貯存上述制冷劑的存儲罐，上述熱源單元具有進(jìn)行上述壓縮機(jī)的控制等的熱源側(cè)控制裝置，上述熱交換單元具有進(jìn)行上述制冷劑/水熱交換器的控制的熱交換側(cè)控制裝置，在上述存儲罐和上述熱交換側(cè)控制裝置之間設(shè)置熱傳遞裝置。
根據(jù)上述冷凍裝置，通過在熱交換單元內(nèi)設(shè)置存儲罐，可確保在該熱交換單元循環(huán)的制冷劑量，在熱源單元出現(xiàn)故障時，上述熱源單元側(cè)的制冷劑被回收到上述熱交換單元內(nèi)，可容易地進(jìn)行修理或維修等，同時，通過在上述存儲罐和熱交換側(cè)控制裝置之間設(shè)置熱傳遞裝置，可使上述熱交換側(cè)控制裝置的隔熱簡單化。
上述冷凍裝置的上述熱傳遞裝置是在上述存儲罐罐體和上述熱交換側(cè)控制裝置側(cè)面之間設(shè)置可進(jìn)行熱傳遞的角部來進(jìn)行熱傳遞的熱傳遞裝置。
根據(jù)上述冷凍裝置，由于上述熱傳遞裝置在上述存儲罐罐體和上述熱交換側(cè)控制裝置側(cè)面之間設(shè)置可進(jìn)行熱傳遞的角部，故可容易地進(jìn)行熱傳遞。
上述冷凍裝置的特征在于，上述熱傳遞裝置是形成上述熱交換側(cè)控制裝置側(cè)面的一部分，使其面接觸上述存儲罐的外周面來進(jìn)行熱傳遞的熱傳遞裝置。
根據(jù)上述冷凍裝置，由于上述熱傳遞裝置使熱交換側(cè)控制裝置側(cè)面的一部分與存儲罐的外周面面接觸來進(jìn)行熱傳遞而形成，故即使不設(shè)置角部等也可以容易地進(jìn)行熱傳遞。
本發(fā)明的冷凍裝置是連接熱源單元和熱交換單元而構(gòu)成的，其中，熱源單元搭載壓縮排出制冷劑的壓縮機(jī)，熱交換單元搭載對上述制冷劑和向利用側(cè)熱交換器供給的冷熱水進(jìn)行熱交換的熱交換器，其特征在于，在上述熱交換單元內(nèi)設(shè)置制冷劑/水熱交換器和制冷劑熱交換器，其中，制冷劑/水熱交換器對從上述熱源單元供給的上述制冷劑和向上述利用側(cè)熱交換器供給的上述冷熱水進(jìn)行熱交換，制冷劑熱交換器對在該制冷劑/水熱交換器上游側(cè)流通的制冷劑和在下游側(cè)流通的制冷劑熱交換，設(shè)置檢測在上述上游側(cè)流通的制冷劑溫度的第一制冷劑溫度傳感器和檢測在上述下游側(cè)流通的制冷劑溫度的第二制冷劑溫度傳感器，選擇由該第一、第二制冷劑溫度傳感器檢出的溫度任意一溫度，運(yùn)轉(zhuǎn)該冷凍裝置。
根據(jù)上述冷凍裝置，由于設(shè)置有制冷劑/水熱交換器和制冷劑熱交換器，該制冷劑/水熱交換器對從上述熱源單元供給的上述制冷劑和向上述利用側(cè)熱交換器供給的上述冷熱水進(jìn)行熱交換，該制冷劑熱交換器對在該制冷劑/水熱交換器上游側(cè)流通的制冷劑和在下游側(cè)流通的制冷劑進(jìn)行熱交換，故可充分得到流入上述制冷劑/水熱交換器的制冷劑的過冷卻，因此，可提高上述制冷劑的熱交換效率，同時，設(shè)置檢測流通上述制冷劑熱交換器上游側(cè)的制冷劑溫度的第一制冷劑溫度傳感器和檢測流通上述下游側(cè)的制冷劑溫度的第二制冷劑溫度傳感器，并可通過選擇由這些第一、第二制冷劑溫度傳感器檢出的任意一溫度選擇重視效率的運(yùn)轉(zhuǎn)和重視節(jié)能的運(yùn)轉(zhuǎn)。
上述冷凍裝置的特征在于，通過選擇由上述第一制冷劑溫度傳感器檢出的制冷劑溫度檢測流通制冷劑熱交換器上游側(cè)的制冷劑溫度來進(jìn)行重視上述節(jié)能的運(yùn)轉(zhuǎn)，通過選擇由上述第二制冷劑溫度傳感器檢出的制冷劑溫度檢測流通制冷劑熱交換器下游側(cè)的制冷劑溫度來進(jìn)行上述功率重視的運(yùn)轉(zhuǎn)。
根據(jù)上述冷凍裝置，通過選擇由上述第一制冷劑溫度傳感器檢出的制冷劑的溫度來檢測流通制冷劑熱交換器上游側(cè)的制冷劑溫度來進(jìn)行重視上述節(jié)能的運(yùn)轉(zhuǎn)，通過選擇由上述第二制冷劑溫度傳感器檢出的制冷劑溫度檢測在制冷劑熱交換器下游側(cè)流通的制冷劑溫度來進(jìn)行上述功率重視的運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，即使不變更進(jìn)行冷凍裝置控制的程序軟件也可以容易地進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的切換。
上述冷凍裝置的特征在于，由上述第一溫度傳感器檢出的制冷劑溫度和由上述第二溫度傳感器檢出的制冷劑溫度的選擇是通過在上述熱交換單元內(nèi)或上述熱源單元內(nèi)設(shè)置的開關(guān)、或在指示該冷凍裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的遙控器等內(nèi)設(shè)置的操作開關(guān)來選擇操作的。
根據(jù)上述冷凍裝置，由于由上述第一溫度傳感器檢出的制冷劑溫度和由上述第二溫度傳感器檢出的制冷劑溫度的選擇是通過在上述熱交換單元內(nèi)或上述熱源單元內(nèi)設(shè)置的開關(guān)、或在指示該冷凍裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的遙控器等內(nèi)設(shè)置的操作開關(guān)來選擇操作的，故可容易地進(jìn)行上述的選擇操作。


圖1是包括冷凍裝置制冷劑回路的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的說明圖；圖2是制冷劑/水熱交換器的展開圖；圖3是制冷劑熱交換器的展開圖；圖4是熱交換單元結(jié)構(gòu)的圖；圖5是表示存儲罐和熱交換側(cè)控制裝置的連接的圖；圖6是表示自冷凍裝置供給冷水時的制冷劑、冷熱水的循環(huán)的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是包括適用于本發(fā)明的冷凍裝置制冷劑回路的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。冷凍裝置100是由制冷劑配管3a、3b連接熱源單元1和熱交換單元2而構(gòu)成的。
在熱源單元1中，在未圖示的基架上設(shè)置收納了氣體發(fā)動機(jī)10或利用該氣體發(fā)動機(jī)10運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)11、及其控制氣體發(fā)動機(jī)10等或與后述的熱交換單元2的熱交換側(cè)控制裝置24進(jìn)行通信等的熱源側(cè)控制裝置16等的機(jī)械室12，并在上述機(jī)械室12的上方設(shè)置收納了室外熱交換器13和向該室外熱交換器13送風(fēng)的送風(fēng)扇14等的排熱室15。
在熱交換單元2上設(shè)置有作為多個板式熱交換器的制冷劑/水熱交換器20a、20b；制冷劑熱交換器20c；控制流通上述制冷劑/水熱交換器20a、20b及上述制冷劑熱交換器20c的制冷劑流量的電動膨脹閥21；暫時貯存上述制冷劑的存儲罐22；止回閥23a、23b；根據(jù)來自后述的各種溫度傳感器的溫度信號進(jìn)行上述電動膨脹閥21的開度調(diào)節(jié)或與熱源單元1的熱源側(cè)控制裝置16進(jìn)行通信的熱交換側(cè)控制裝置24。
然后，說明該熱交換單元2內(nèi)的制冷劑配管的連接，從熱源單元1延伸的制冷劑配管3a連接到存儲罐22的一端，該存儲罐22的另一端介由止回閥23a連接到制冷劑熱交換器20c的一側(cè)的第一制冷劑入口53a(參照圖3)，上述止回閥23a是朝向上述制冷劑自上述存儲罐22向上述制冷劑熱交換器20c流動的方向設(shè)置的。另外，在該存儲罐22的上述另一端連接一端與上述制冷劑熱交換器20c的上述一側(cè)的第一制冷劑出口53b(參照圖3)連接的止回閥23b，該止回閥23b是朝向制冷劑從制冷劑熱交換器20c的上述第一制冷劑出口53b向上述存儲罐22的上述另一端流動的方向設(shè)置的。另外，制冷劑熱交換器20c的上述一側(cè)的第一制冷劑出口53b介由電動膨脹閥21連接到制冷劑/水熱交換器20a的制冷劑入口34a(參照圖2)，制冷劑/水熱交換器20a的制冷劑出口34b(參照圖2)連接到制冷劑/水熱交換器20b的制冷劑入口。制冷劑/水熱交換器20b的制冷劑出口連接到上述制冷劑熱交換器20c另一側(cè)的第二制冷劑入口54a(參照圖3)，且該制冷劑熱交換器20c的第二制冷劑出口54b(參照圖3)被連接到自熱源單元1延伸的制冷劑配管3b。即制冷劑/水熱交換器20a、20b串聯(lián)連接到制冷劑回路上。
另外，冷熱水配管4a、4b從熱交換單元2延伸，例如連接到設(shè)于室內(nèi)的利用側(cè)熱交換器30，自制冷劑/水熱交換器20a的冷熱水出口35b(參照圖2)延伸的冷熱水配管25a與自制冷劑/水熱交換器20b的冷熱水出口延伸的冷熱水配管25b連接，并形成為上述冷熱水配管4a經(jīng)由循環(huán)泵37連接到利用側(cè)熱交換器30一側(cè)的冷熱水入口，自制冷劑/水熱交換器20a的冷熱水入口35a(參照圖2)延伸的冷熱水配管26a與自制冷劑/水熱交換器20b的冷熱水入口延伸的冷熱水配管26b連接，并作為上述冷熱水配管4b連接到利用側(cè)熱交換器30的一側(cè)的冷熱水出口。即制冷劑/水熱交換器20a、20b被并聯(lián)到與利用側(cè)熱交換器30連接的冷熱水回路上。
因此，在自熱源單元1供給的制冷劑的制冷劑回路側(cè)，可使與從熱交換單元2向利用側(cè)熱交換器30供給的冷熱水進(jìn)行熱交換的制冷劑的路徑設(shè)定得長來提高上述制冷劑和上述冷熱水的熱交換效率，同時，可不減少在上述冷熱水回路側(cè)，從熱交換單元2向上述利用側(cè)熱交換器30供給的冷熱水的流量，而降低制冷劑/水熱交換器20a、20b內(nèi)、及連接配管的各冷熱水配管內(nèi)的上述冷熱水的流速來抑制該配管等的上述冷熱水所引起的腐蝕。另外，即使減少向各制冷劑/水熱交換器20a、20b循環(huán)的冷熱水的流量，也可以確保從熱交換單元2向利用側(cè)熱交換器30供給的冷熱水的流量，故可分別將上述冷熱水配管25a、25b、26a、26b的直徑減小，同時可使用銅管來進(jìn)行配管，因此，配管加工變地容易，并可降低制造成本。
另外，在制冷劑/水熱交換器20a的制冷劑入口34a附近的制冷劑配管上設(shè)置制冷劑入口傳感器(第一制冷劑溫度傳感器)T1，在制冷劑/水熱交換器20c的第二制冷劑出口54b附近的制冷劑配管3b上設(shè)置制冷劑出口傳感器(第二溫度傳感器)T2，并在從制冷劑/水熱交換器20a、20b分別延伸的冷熱水配管25a及25b匯合的位置設(shè)置冷熱水出口傳感器t2，在冷熱水配管26a及26b的匯合的位置設(shè)置冷熱水入口傳感器t1，同時，在連接上述冷熱水配管25a、25b的各制冷劑/水熱交換器20a、20b的冷熱水出口上分別設(shè)置防凍傳感器(溫度傳感器)t3、t4，利用這些溫度傳感器檢出的溫度信號由熱交換側(cè)控制裝置24進(jìn)行檢測。
在此，說明制冷劑/水熱交換器20a、20b、20c及各傳感器T1、T2、t1～t4。
如圖2的展開圖所示，制冷劑/水熱交換器20a形成在管板31a、31b之間設(shè)置多片隔離板31c的結(jié)構(gòu)，流動制冷劑的制冷劑層32和流動冷熱水的冷熱水層33形成幾層相互重疊的結(jié)構(gòu)。
在管板31a的上方設(shè)置例如制冷劑入口34a和冷熱水出口35b，在下方設(shè)置制冷劑出口34b和冷熱水入口35a，自上述制冷劑入口34a流入的制冷劑流入被每隔一個設(shè)置的制冷劑層32，并當(dāng)在該制冷劑層32內(nèi)流通時與上述冷熱水進(jìn)行熱交換，從制冷劑出口34b流出。同樣，自冷熱水入口35a流入的上述冷熱水流入被每隔一個設(shè)置的冷熱水層33，并當(dāng)在該冷熱水層33內(nèi)流通時與上述制冷劑進(jìn)行熱交換、冷卻或加溫后，從上述冷熱水出口35b流出。
然后，在制冷劑/水熱交換器20a的最外層36a、36b上設(shè)置冷熱水層33，在管板31a外面的冷熱水出口35b附近設(shè)置上述防凍傳感器t3。這是由于自熱交換單元2向利用側(cè)熱交換器30供給冷水時，在自熱源單元1供給的制冷劑流入的制冷劑入口34a附近冷熱水出口35b附近的冷熱水溫度為最低的溫度，故通過在該位置檢測與上述制冷劑進(jìn)行熱交換而冷卻的冷水的溫度來判斷熱交換側(cè)控制裝置24內(nèi)的上述冷水的凍結(jié)，并將信號送到熱源側(cè)控制裝置16，控制氣體發(fā)動機(jī)10及壓縮機(jī)11的運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣，可準(zhǔn)確地防止上述冷水的凍結(jié)。另外，最好將防凍傳感器t3設(shè)置在上述冷熱水出口35b附近的上述最外層36a內(nèi)，但從制冷劑/水熱交換器20a加工性的難度出發(fā)，被設(shè)置在管板31a的外表面上，且利用隔熱材料等進(jìn)行與外部氣體的隔熱處理。
另外，由于制冷劑/水熱交換器20b及防凍傳感器t4與上述制冷劑/水熱交換器20a及防凍傳感器t3相同，故省略說明。
另外，說明制冷劑熱交換器20c，如圖3所示，其具有與上述制冷劑/水熱交換器20a、20b相同的結(jié)構(gòu)，制冷劑熱交換器20c形成在管板50a、50b之間設(shè)置多片隔板50c的結(jié)構(gòu)，形成幾層交互重疊第一制冷劑51和第二制冷劑52的結(jié)構(gòu)，第一制冷劑層51在止回閥23a流通并流入制冷劑/水熱交換器20a的制冷劑流動，第二制冷劑層52從制冷劑/水熱交換器20b流出，流經(jīng)制冷劑配管3b并返回?zé)嵩磫卧?的制冷劑流動。
在管板50a的上方設(shè)置第一制冷劑入口53a和第二制冷劑出口54b，其中，第一制冷劑入口53a將自存儲罐22流通止回閥23a出來的制冷劑流入該制冷劑熱交換器20c的一側(cè)，第二制冷劑出口54b將流通制冷劑配管3b返回?zé)嵩磫卧?的制冷劑流出，在管板50a的下方設(shè)置將在制冷劑/水熱交換起20a與冷熱水進(jìn)行熱交換并從上述存儲罐22流通止回閥23a出來的制冷劑流出的第一制冷劑出口53和將自上述制冷劑/水熱交換器20a的上述制冷劑出口34b流出的制冷劑流向該制冷劑熱交換器20c另一側(cè)的第二制冷劑入口54a，流通上述止回閥23a并自上述第一制冷劑入口53a流入的制冷劑流入被每隔一個設(shè)置的一側(cè)的第一制冷劑層51，當(dāng)在該制冷劑層51中流通時，與流經(jīng)另一側(cè)第二制冷劑層52的從上述制冷劑/水熱交換器20b的上述制冷劑出口流出的制冷劑進(jìn)行熱交換而過冷卻，自第一制冷劑出口53b流出。同樣的，流通自第二制冷劑入口54a流入的制冷劑/水熱交換器20b的制冷劑流入被每隔一個設(shè)置的第二制冷劑層52，當(dāng)在該第二制冷劑層52內(nèi)流通時，與在上述止回閥23a內(nèi)流通的制冷劑進(jìn)行熱交換而過熱，自上述第二制冷劑出口54b流出。
另外，在制冷劑/水熱交換器20a、20b內(nèi)流通的制冷劑和冷熱水的流通方向在自該熱交換單元2向利用側(cè)熱交換單元30供給冷水時是以相對方向流動的，在制冷劑熱交換器20c內(nèi)的上述一側(cè)流通的制冷劑和在上述另一側(cè)流通的制冷劑的流通方向是分別以相同相對的方向流動的。另外，在從熱交換單元2向利用側(cè)熱交換器30供給熱水時，在制冷劑/水熱交換器20a、20b內(nèi)上述制冷劑和上述熱水以相同方向流動，在制冷劑熱交換器20c內(nèi)將流通上述一側(cè)及上述另一側(cè)的制冷劑同時向相反方向流通，與自上述熱交換單元2向利用側(cè)熱交換器30供給冷水時同樣地以相對的方向流動。
其次，說明該熱交換單元2的整體結(jié)構(gòu)，如圖4所示，該熱交換單元2具有基架40，在該基架40上組裝L字狀部件41a～41h來構(gòu)成框體基體42。
然后，在與基架40上的相對的邊緣部40a、40b附近上沿這些邊緣部40a、40b設(shè)置構(gòu)成圖1的冷熱水配管4a、4b一部分的冷熱水配管43a、43b。該冷熱水配管43a、43b可分別構(gòu)成可將其兩端開放的直管，對應(yīng)裝配的情況來向邊緣部40c側(cè)或40d側(cè)的任意一方向延伸上述冷熱水配管4a、4b。
另外，在該基架40的邊緣部40c側(cè)配置制冷劑/水熱交換器20a和制冷劑熱交換器20c，并在與該邊緣部40c相對的邊緣部40d側(cè)載置制冷劑/水熱交換器20b、存儲罐22和熱交換側(cè)控制裝置24。即向熱交換單元內(nèi)的邊緣部附近(例如基架40上)大致均等地分散配置作為重量物的制冷劑/水熱交換起20a、20b，制冷劑交換器20c存儲罐22等。
另外，制冷劑/水熱交換器20a及制冷劑熱交換器20c的上述制冷劑出入口及上述熱水出入口和制冷劑/水熱交換器20b的上述制冷劑出入口及上述冷熱水出入口被相對配置。由此，可將該熱交換單元2的重心位置形成為基架40的中央附近，同時，也可以降低其重心的高度位置，可防止運(yùn)輸時或裝配時該熱交換單元2轉(zhuǎn)倒等的危險。另外，由于僅在熱交換單元2內(nèi)的中央部配置自熱源單元1供給的制冷劑循環(huán)的制冷劑配管、連接于上述冷熱水配管43a、43b上的冷熱水配管25a、25b、冷熱水配管26a、26b等配管種類，故可將該中央部作為熱交換單元2的維修空間，也可提高維修性。另外，由于在該熱交換單元2內(nèi)設(shè)置存儲罐22，故即使上述制冷劑/水熱交換器20a、20b形成板式熱交換器，也可以確保循環(huán)各制冷劑/水熱交換器20a、20b的制冷劑容量，同時，可在例如熱源單元1產(chǎn)生故障時使上述熱源單元1內(nèi)的制冷劑回收到該存儲罐22內(nèi)來進(jìn)行該熱源單元1的修理或維修等操作。
另外，在本實(shí)施例中，制冷劑/水熱交換器形成被分割配置為兩個的結(jié)構(gòu)，但分割數(shù)未必為兩個，也可以為三個以上的多個。此時，將被分割為多個的制冷劑/水熱交換器設(shè)為偶數(shù)個，均等地分散配置到上述熱交換單元內(nèi)，并向任意的制冷劑/水熱交換器的附近配置上述制冷劑熱交換器，也可以以上述熱交換單元的中央為中心，在與該制冷劑熱交換器相對的位置配置上述存儲罐。另外，在分散配置多個制冷劑/水熱交換器和制冷劑熱交換器時，也可以將相互相對配置的制冷劑/水熱交換器及制冷劑熱交換器的各交換器的制冷劑出入口及冷熱水出入口相互相對地配置。
另外，如圖5(a)的內(nèi)部側(cè)面圖所示，在熱交換側(cè)控制裝置24的存儲罐22側(cè)的側(cè)面設(shè)置向存儲罐22中部延伸的大致M字狀的角部44。另外，圖5(b)是內(nèi)部頂面圖。由于其形成存儲罐22向垂直方向延伸的圓柱形狀。故在運(yùn)輸時等具有如下作用，抑制該存儲罐22不穩(wěn)；使該存儲罐22的熱傳遞到熱交換側(cè)控制裝置24，而作為防止上述熱交換側(cè)控制裝置24內(nèi)的結(jié)露的熱傳遞裝置。另外，在本實(shí)施例中，在上述存儲罐22和熱交換側(cè)控制裝置24之間設(shè)有可進(jìn)行熱傳遞的角部44，但也可以構(gòu)成將熱交換側(cè)控制裝置24的側(cè)面的一部分與存儲罐22的罐體外周面進(jìn)行面接觸這樣的結(jié)構(gòu)。由于在該存儲罐22內(nèi)當(dāng)然會滯留有液體制冷劑，故該存儲罐22的溫度在冷凍裝置100運(yùn)轉(zhuǎn)時為大約40℃左右。通過將該存儲罐22的溫度傳達(dá)到熱交換側(cè)控制裝置24，可防止該熱交換側(cè)控制裝置24內(nèi)的結(jié)露，同時，由于可消減一般為防止結(jié)露而覆蓋熱交換側(cè)控制裝置24外壁而設(shè)置的隔熱層，故也可以將制造成本降低。
其次，參照圖6說明該冷凍裝置100的動作。
首先，在自熱交換單元2向利用側(cè)熱交換器30供給冷水，利用未圖示的遙控器等向熱源單元1發(fā)出運(yùn)轉(zhuǎn)指示時，熱源側(cè)控制裝置16接收到這些信息而開始運(yùn)轉(zhuǎn)氣體發(fā)動機(jī)10。然后，當(dāng)開始運(yùn)轉(zhuǎn)氣體發(fā)動機(jī)10時，該驅(qū)動力使壓縮機(jī)11運(yùn)轉(zhuǎn)，并排出高溫高壓氣體制冷劑。排出的上述氣體制冷劑流向室外熱交換器13，并通過風(fēng)扇14的送風(fēng)向外部氣體放熱而形成低溫高壓的液體制冷劑，并從制冷劑配管3a供給到熱交換單元2。
上述液體制冷劑向符號X方向循環(huán)，從制冷劑配管3a流入熱交換單元2的存儲罐22內(nèi)，經(jīng)由止回閥23a在制冷劑熱交換器20c內(nèi)與在制冷劑/水熱交換器20a、20b內(nèi)流通的高溫高壓氣體制冷劑進(jìn)行熱交換而過冷卻，并在電動膨脹閥21內(nèi)減壓而流入制冷劑/水熱交換器20a。
在該制冷劑/水熱交換器20a內(nèi)冷卻蒸發(fā)自冷熱水配管26a流入制冷劑/水熱交換器20a的冷熱水。此時，上述制冷劑的大致一半被蒸發(fā)而形成氣液混合的狀態(tài)。其次，流入制冷劑/水熱交換器，自冷熱水水配管26b流入該制冷劑/水熱交換器20b的冷熱水并被冷卻蒸發(fā)。此時，上述制冷劑幾乎全被蒸發(fā)，上述液體制冷劑在此時形成高溫低壓氣體制冷劑。然后，在制冷劑熱交換器20c內(nèi)與從這里欲流入制冷劑/水熱交換器20a的制冷劑進(jìn)行熱交換而過熱，經(jīng)由制冷劑配管3b返回?zé)嵩磫卧?，經(jīng)由未圖示的蓄能器返回上述壓縮機(jī)11。
另一方面，向利用側(cè)熱交換器30循環(huán)的冷熱水被上述制冷劑冷卻而形成冷水，通過運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)泵37自制冷劑/水熱交換器20a、20b的冷熱水配管25a、25b流出。然后，如箭頭Y所示，在冷熱水配管43a內(nèi)匯合，并經(jīng)由冷熱水配管4a流入利用側(cè)熱交換器30內(nèi)，冷卻連接到未圖示的負(fù)載的熱介質(zhì)。在該利用側(cè)熱交換器30內(nèi)與上述熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換的冷熱水經(jīng)由冷熱水配管4b、43b朝向冷熱水配管26a、26b分支，再次在制冷劑/水熱交換器20a、20b內(nèi)冷卻。
但是，此時如果上述循環(huán)泵37由于故障等而不能運(yùn)轉(zhuǎn)，上述冷熱水凍結(jié)而膨脹，有可能破壞制冷劑/水熱交換器20a、20b。
因此，在各制冷劑/水熱交換器20a、20b的冷熱水出口附近分別設(shè)置防凍傳感器t3、t4，在這些防凍傳感器t3、t4其中的任意一個檢出上述冷熱水的溫度信號為第一規(guī)定溫度Temp1以下時，在熱交換側(cè)控制裝置24內(nèi)判斷，在制冷劑/水熱交換器20a、20b的任意一個內(nèi)流通的冷熱水有可能凍結(jié)，并通過未圖示的通信配線從該熱交換側(cè)控制裝置24送信到熱源側(cè)控制裝置16，而使熱源單元1的氣體發(fā)動機(jī)10停止。在此，上述第一規(guī)定溫度Temp1最好設(shè)定為上述冷熱水比開始凍結(jié)的溫度稍微高的溫度。
另外，如上所述，由于在制冷劑/水熱交換器20a、20b的最外層36a、36b上設(shè)置冷熱水層33，故可由防凍傳感器t3、t4準(zhǔn)確地檢出上述冷熱水的溫度。由此，由于上述冷熱水不會被過度冷卻，故避免了上述冷熱水的凍結(jié)。
然后，由各防凍傳感器t3、t4檢出的溫度信號都形成為比上述第一規(guī)定溫度高的第二規(guī)定溫度Temp2以上，此時，如利用上述未圖示的遙控器等指示冷凍裝置100的運(yùn)轉(zhuǎn)，則再次開始?xì)怏w發(fā)動機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)而自熱交換單元2向利用側(cè)熱交換器30供給冷水。在此，上述第二規(guī)定溫度Temp2當(dāng)然為上述第一規(guī)定溫度Temp1以上，且最好形成上述冷熱水不會凍結(jié)的最低溫度。
另外，在本發(fā)明的冷凍裝置100中，如上所述，在上述第二制冷劑出口54b附近的制冷劑配管上設(shè)置制冷劑出口傳感器T2，可通過選擇由設(shè)于上述制冷劑/水熱交換器20a制冷劑入口34a附近的制冷劑配管上的上述制冷劑入口傳感器T1檢出的制冷劑溫度信號和由該制冷劑出口溫度傳感器T2檢出的制冷劑溫度信號的其中之一，由熱交換側(cè)控制裝置選擇控制，在不變更被設(shè)置在上述熱交換側(cè)控制裝置24內(nèi)的系統(tǒng)軟件的情況下而進(jìn)行重視該冷凍裝置100的效率和重視節(jié)能的運(yùn)轉(zhuǎn)的任意一運(yùn)轉(zhuǎn)。
即，可通過采用由制冷劑入口傳感器T1檢出制冷劑溫度信號，從而由熱交換側(cè)控制裝置24來判斷在熱交換單元2內(nèi)循環(huán)的制冷劑溫度低，從熱交換側(cè)控制裝置24通過未圖示的通信配線向熱源單元1的熱源側(cè)控制裝置16發(fā)出使運(yùn)轉(zhuǎn)能力降低的指示，進(jìn)行重視節(jié)能的運(yùn)轉(zhuǎn)，可通過采用由制冷劑出口傳感器T2檢出的制冷劑溫度信號，由熱交換側(cè)控制裝置24來判斷在熱交換單元2內(nèi)循環(huán)的制冷劑溫度高，從熱交換側(cè)控制裝置24通過未圖示的通信配線向熱源單元1的熱源側(cè)控制裝置16發(fā)出使運(yùn)轉(zhuǎn)功率充分運(yùn)轉(zhuǎn)的指示，進(jìn)行重視功的運(yùn)轉(zhuǎn)。
該制冷劑入口傳感器T1和制冷劑出口傳感器T2的切換也可以通過在熱交換側(cè)控制裝置24內(nèi)或熱源側(cè)控制裝置16內(nèi)設(shè)置的開關(guān)等，并進(jìn)行該開關(guān)等的切換操作來進(jìn)行選擇，或通過在上述遙控器等上設(shè)置開關(guān)，并進(jìn)行該選擇開關(guān)的操作來選擇由上述傳感器T1、T2的任意一個檢出的溫度信號。
權(quán)利要求
1.一種冷凍裝置，其連接熱源單元和熱交換單元而構(gòu)成，其中，熱源單元中搭載壓縮排出制冷劑的壓縮機(jī)及熱源側(cè)熱交換器，熱交換單元中搭載對所述制冷劑和向利用側(cè)熱交換器供給的冷熱水進(jìn)行熱交換的熱交換器，其特征在于，所述熱交換器由分割為多個板式熱交換器構(gòu)成的制冷劑/水熱交換器而構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的冷凍裝置，其特征在于，還具有從所述熱源單元供給的所述制冷劑流通的制冷劑回路及向所述利用側(cè)熱交換供給的所述冷熱水流通的冷熱水回路，所述制冷劑回路與所述多個板式熱交換器串聯(lián)，以使所述制冷劑依次流通所述多個板式熱交換器而返回所述熱源單元；所述冷熱水回路具有與所述多個板式熱交換器并聯(lián)的并聯(lián)回路，以使所述冷熱水在述多個板式熱交換器中同時并行流通。
3.如權(quán)利要求1所述的冷凍裝置，其特征在于，所述熱源單元還具有氣體發(fā)動機(jī)，且所述壓縮機(jī)被所述氣體發(fā)動機(jī)驅(qū)動。
4.如權(quán)利要求1所述的冷凍裝置，其特征在于，所述熱源單元和所述熱交換單元內(nèi)的所述熱交換器由制冷劑配管連接，所述熱交換單元內(nèi)的所述熱交換器和所述利用側(cè)熱交換器介由循環(huán)泵由水配管連接。
5.如權(quán)利要求1所述的冷凍裝置，其特征在于，還具有制冷劑熱交換器和存儲罐，其中，制冷劑熱交換器對從所述熱源單元供給的制冷劑和返回所述熱源單元的制冷劑進(jìn)行熱交換；存儲罐暫時存儲在所述熱交換單元內(nèi)循環(huán)的制冷劑，將所述制冷劑/水熱交換器、所述制冷劑熱交換器及所述存儲罐大致均等地分散配置在所述熱交換單元內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的冷凍裝置，其特征在于，將所述被分割為多個的制冷劑/水熱交換器設(shè)為偶數(shù)個而均等地分散配置在所述熱交換單元內(nèi)，朝向任意制冷劑/水熱交換器附近配設(shè)所述制冷劑熱交換器，并以所述熱交換單元的中央為中心，在與該制冷劑熱交換器相對的位置配設(shè)所述存儲罐。
7.如權(quán)利要求5所述的冷凍裝置，其特征在于，將所述多個制冷劑/水熱交換器、所述制冷劑熱交換器、所述存儲罐大致均等地分散配設(shè)在所述熱交換單元內(nèi)的邊緣附近，同時，在所述多個制冷劑/水熱交換器及所述制冷劑熱交換器中配設(shè)各熱交換器的制冷劑出入口及冷熱水出入口，以與其它熱交換器的制冷劑出入口及冷熱水出入口相對。
8.如權(quán)利要求5所述的冷凍裝置，其特征在于，將各所述制冷劑/水熱交換器內(nèi)的最外層作為所述冷熱水流通的冷熱水層，同時，在所述制冷劑/水熱交換器的所述冷熱水出口附近設(shè)置檢測從該制冷劑/水熱交換器流出的冷熱水溫度的溫度傳感器。
9.如權(quán)利要求8所述的冷凍裝置，其特征在于，所述溫度傳感器設(shè)置在各所述制冷劑/水熱交換器的所述冷熱水出口附近的外表面，進(jìn)行和外部氣體的隔熱處理。
10.如權(quán)利要求1所述的冷凍裝置，其特征在于，在所述熱交換單元內(nèi)還具有暫時貯存所述制冷劑的存儲罐，所述熱源單元具有進(jìn)行所述壓縮機(jī)控制等的熱源側(cè)控制裝置，所述熱交換單元具有進(jìn)行所述制冷劑/水熱交換器控制的熱交換側(cè)控制裝置，在所述存儲罐和所述熱交換側(cè)控制裝置之間設(shè)置熱傳遞裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的冷凍裝置，其特征在于，所述熱傳遞裝置是在所述存儲罐罐體和所述熱交換側(cè)控制裝置側(cè)面之間設(shè)置可進(jìn)行熱傳遞的角部來進(jìn)行熱傳遞的熱傳遞裝置。
12.如權(quán)利要求10所述的冷凍裝置，其特征在于，所述熱傳遞裝置使所述熱交換側(cè)控制裝置側(cè)面的一部分與所述存儲罐的外周面進(jìn)行面接觸而形成，從而進(jìn)行熱傳遞的熱傳遞裝置。
13.一種冷凍裝置，其連接熱源單元和熱交換單元而構(gòu)成，其中，熱源單元搭載壓縮排出制冷劑的壓縮機(jī)，熱交換單元搭載所述制冷劑和向利用側(cè)熱交換器供給的冷熱水進(jìn)行熱交換的熱交換器，其特征在于，在所述熱交換單元內(nèi)設(shè)置制冷劑/水熱交換器和制冷劑熱交換器，其中，制冷劑/水熱交換器對從所述熱源單元供給的所述制冷劑和向所述利用側(cè)熱交換器供給的所述冷熱水進(jìn)行熱交換，制冷劑熱交換器對在該制冷劑/水熱交換器上游側(cè)流通的制冷劑和在下游側(cè)流通的制冷劑進(jìn)行熱交換，設(shè)置檢測在所述上游側(cè)流通的制冷劑溫度的第一制冷劑溫度傳感器和檢測在所述下游側(cè)流通的制冷劑溫度的第二制冷劑溫度傳感器，選擇由該第一、第二制冷劑溫度傳感器檢出的溫度任意一溫度，運(yùn)轉(zhuǎn)該冷凍裝置。
14.如權(quán)利要求13所述的冷凍裝置，其特征在于，通過選擇由所述第一制冷劑溫度傳感器檢出制冷劑溫度，從而檢測在制冷劑熱交換器上游側(cè)流通的制冷劑溫度來進(jìn)行所述節(jié)能重視的運(yùn)轉(zhuǎn)，通過選擇由所述第二制冷劑溫度傳感器檢出制冷劑溫度，從而檢測在制冷劑熱交換器下游側(cè)流通的制冷劑溫度來進(jìn)行所述功率重視的運(yùn)轉(zhuǎn)。
15.如權(quán)利要求13所述的冷凍裝置，其特征在于，由所述第一溫度傳感器檢出的制冷劑溫度和由所述第二溫度傳感器檢出的制冷劑溫度的選擇是通過在所述熱交換單元內(nèi)或所述熱源單元內(nèi)設(shè)置的開關(guān)、或在指示該冷凍裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的遙控器等內(nèi)設(shè)置的操作開關(guān)來選擇操作的。
全文摘要
一種冷凍裝置，具有如下結(jié)構(gòu)，將多個板式制冷劑/水熱交換器20a、20b的另一側(cè)并聯(lián)到使用連接到利用側(cè)熱交換器(30)的冷熱水配管(4a)、(4b)而構(gòu)成的冷熱水回路上，將所述多個板式制冷劑/水熱交換器(20a)、(20b)的一側(cè)串聯(lián)到使用連接到熱源單元(1)的制冷劑配管(3a)、(3b)而構(gòu)成的制冷劑回路上。另外，設(shè)置對在制冷劑/水熱交換器(20a)、(20b)上游側(cè)流通的制冷劑和在下游側(cè)流通的制冷劑進(jìn)行熱交換的熱交換器(20c)，并設(shè)置檢測在上述上游側(cè)流通的制冷劑溫度的第一制冷劑溫度傳感器和檢測在上述下游側(cè)流通的制冷劑溫度的第二制冷劑溫度傳感器，選擇由該第一、第二制冷劑溫度傳感器檢測的溫度的任意個溫度來運(yùn)轉(zhuǎn)冷凍裝置。
文檔編號F25B27/00GK1637362SQ20041010209
公開日2005年7月13日 申請日期2004年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月24日
發(fā)明者武居秀憲, 新井浩士, 土屋嘉朗 申請人:三洋電機(jī)株式會社