[发明专利]冷冻装置的除霜系统以及冷却单元

说明书

本申请是申请日为2014年11月25日，申请号为201480032612.7，发明名称为冷冻装置的除霜系统以及冷却单元的分案申请。要求日本在先申请JP2013-259751的优先权，优先权日为2013年12月17日。

技术领域

本发明涉及除霜系统以及可适用于该除霜系统的冷却单元，所述除霜系统适用于在设置于冷冻室内的冷却器中使CO₂冷媒循环从而对冷冻室进行冷却的冷冻装置，并用于去除在该冷却器设置的热交换管上附着的霜。

背景技术

从防止臭氧层破坏及防止地球变暖的观点考虑，作为用于室内空调或对食品等冷冻的冷冻装置的冷媒，考虑使用NH₃或CO₂等自然冷媒。因此，将冷却性能高但有毒性的NH₃作为一次冷媒，并将无毒无味的CO₂作为二次冷媒的冷冻装置正在被广泛应用。

所述冷冻装置通过级联冷凝器连接一次冷媒回路和二次冷媒回路，在该级联冷凝器中进行NH₃冷媒与CO₂冷媒间的热授受。通过NH₃冷媒冷却而液化的CO₂冷媒送到设置于冷冻室内部的冷却器中。通过设置于冷却器中的传热管冷却冷冻室内的空气。因而一部分汽化的CO₂冷媒通过二次冷媒回路回到级联冷凝器，通过级联冷凝器再次冷却液化。

冷冻装置的运转中，由于设置于冷却器的热交换管上附着霜，传热效率降低，因此需要定期中断冷冻装置的运转，进行除霜。

以往，作为设置于冷却器的热交换管的除霜方法，进行向热交换管喷水，或用电加热器加热热交换管等方法。但通过喷水进行的除霜产生了新的霜冻源，通过电加热器进行的加热耗费很高的电量，不符合节能原则。尤其是，通过喷水进行的除霜，需要大容量的水槽和大口径的供水配管及排水配管，因此导致设备施工成本增加。

在专利文献1及2中，公开了这样的冷冻装置的除霜系统。专利文献1中公开的除霜系统，设置有利用由NH₃冷媒生成的热量使CO₂冷媒汽化的热交换器，使由该热交换器生成的CO₂热气在冷却器内的热交换管循环从而进行除霜。

专利文献2中公开的除霜系统设置有通过吸收NH₃冷媒的排热的冷却水加热CO₂冷媒的热交换器，使加热的CO₂冷媒在冷却器内的热交换管的循环从而进行除霜。

专利文献1以及2中，公开了这种的冷冻装置的除霜系统。专利文献1中公开的除霜系统，设置有利用由NH₃冷媒生成的热量使CO₂冷媒汽化的热交换器，使由该热交换器生成的CO₂热气在冷却器内的热交换管循环从而进行除霜。

专利文献2中公开的除霜系统设置有通过吸收NH₃冷媒的排热的冷却水来加热CO₂冷媒的热交换器，使加热的CO₂冷媒在冷却器内的热交换管的循环从而进行除霜。

专利文献3中公开了在冷却器中除冷却管另外独立设置加热管，除霜操作时使温水或温盐水流过该加热管，使附着在所述冷却管上的霜溶解、去除的手段。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2010-181093号公报

专利文献2：日本专利公开2013-124812号公报

专利文献3：日本专利公开2003-329334号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题

专利文献1以及2中公开的除霜系统，需要在现场施工与冷却系统分开的另外系统的CO₂冷媒和NH₃冷媒配管，存在导致设备施工成本增加的可能。此外，由于所述热交换器在冷冻室的外部另外设置，因此需要用于设置热交换器的额外的空间。

专利文献2的除霜系统中，为了防止热交换管的热冲击(急剧的加热/冷却)，需要加压/减压调整装置。此外，为了防止对冷却水与CO₂冷媒进行热交换的热交换器的冻结，需要在除霜操作完成后将热交换器的冷却水排出的操作，存在操作变得繁琐等问题。

专利文献3中公开的除霜方式需要设置所述加热管，使冷却器的热交换部大型化的同时，还需要用于加热温水或温盐水的热源。此外，由于通过板翅式散热片等从外侧加热冷却管，因此存在传热效率不高的问题。