FAQ 2018-04-26T10:56:23+00:00

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FAQ

Unit coolerを選定の際は倉庫のサイズ、貯蔵品の種類など様々な事項を考慮する必要があるが、最も重要なのは貯蔵方式だ。貯蔵方式に従って下記のように分類できる。

貯蔵方式 Room 温度 목적 特徴
冷蔵 -20℃ ~ 10℃ 食品や薬品を新鮮に冷たく保管 ピンピッチは6.5、8.5mm、propeller fanを主に使用
冷凍 -30℃ ~ -20℃ 魚や肉を新鮮に保管するため冷凍保管 ピンピッチは8.5、10mm、Axial fanを主に使用
凍結 -35℃ 以下 貯蔵品の新鮮度を維持するため急速凍結 ピンピッチは10、12mm以上使用され、D、P、Fタイプはファン位置の制約がない。
Comp 1HPのcapacityは蒸発温度によって異なるため、Comp.能力表を見て確認する必要がある。
時に現場でComp. 1HPを冷凍機の冷凍能力1RTでおおまかに計算するが、これは蒸発温度が5°C(空調機での蒸発温度設計基準)の場合Comp. 1HPの容量が冷凍能力1RTとほぼ同じだからだ。
Fin pitch 庫内温度 貯蔵物
6.5mm -5℃ 以上 作業室以外の低温貯蔵庫
6.5, 8.5mm 0 ~ -25℃
8.5, 10mm -25 ~ -35℃ 冷蔵庫、冷凍庫
10, 12mm -35℃ 以下 凍結室

庫内温度、貯蔵品の種類、予想される積霜量に従って通常決定されるが、一般的に上記の表のとおりの基準を定立するのがが有利

国際冷凍トン(1 CGS RT)

0℃の純粋な水1TONを24時間で0℃の氷にするのに必要な冷凍能力
국제냉동톤(1 CGS RT)

米国冷凍トン(1 USRT)

32°Fの純粋な水1ton(2,000 Ib)を24時間で32°Fの氷にするのに必要な冷凍能力
미국 냉동톤(1 USRT)

과냉각 응축과정도

定義

冷凍機の凝縮機で凝縮・液化した冷媒を再び冷却して、その圧力に対する飽和温度より低い温度にすること

過冷却度(Degree of subcooling)

冷凍サイクルの凝縮機内で凝縮された冷媒液が凝縮圧力に相当する飽和温度以下に冷却される時の飽和温度との差

過冷却の目的

凝縮温度と蒸発温度が一定な場合、過冷却度が大きければ大きいほど膨張バルブ通過時のflash gas発生量が減少するため、冷凍能力と成績係数が増加する。

圧縮機 凝縮機 対策
外気温上昇 1. 圧縮所要動力増加
2. 吐出ガス温度上昇
(シリンダーの過熱によるオイルの劣化・炭化)
3. 圧縮比率増大
4. 冷媒循環量の減少によって体積効率減少
5. 冷凍能力低下
1. 凝縮温度 上昇
2. 凝縮圧力 上昇
3. 凝縮負荷 増加
外気温上昇を十分に考慮して圧縮機と凝縮機を選定・設計する。
外気温下降 1. 圧縮所要動力減少
2. 吐出ガス温度下降
3. 圧縮比率減少
4. 冷凍能力増大
1. 凝縮温度 下降
2. 凝縮圧力 下降
3. 凝縮負荷 減少

原因

1. 蒸発器で負荷が過剰に減少する現象
2. 蒸発器コイルの積霜が過剰な状態
3. 膨張バルブが過度に開かれた状態
4. 冷媒の過多封入

対策

1. 液分離機の設置
2. 除霜装置の点検
3. 膨張バルブと感温筒の点検
4. 適合するオリフィスの選定

概要

空気を冷却する蒸発器で空気は常に湿気を持っているため、空気中の水分が凝縮・凍結されると冷却管表面には霜(frost)が付着する。この霜が成長して厚さが増すと、蒸発器の通風量が減少して伝熱管の熱通過率(K値)が下降し、庫内の低温を維持できなくなる。
この霜を除去して冷却機能を回復するのが除霜(defrost)だ。

着霜が冷凍装置に及ぼす影響

(1) 冷却能力の低下による冷蔵室内の温度上昇
(2) 蒸発温度と蒸発圧力の低下によって
– 圧縮比率増加、体積効率減少、冷凍能力減少、成績係数低下 → 各冷凍能力の所要動力増大
– 吐出ガスの温度上昇 → シリンダー過熱、潤滑油劣化をもたらす。
(3) 液圧縮の可能性増大

ホットガス除霜方法(hot gas defrost)

① 圧縮機から出る高温・高圧ガスを直接蒸発器に送り蒸発器コイルを過熱する除霜
– 大型装置:凝縮潜熱で除霜(蒸発器出口の液分離機で気液分離)
– 小型装置:高温ガスの顕熱で除霜(相変化なし)
② 長所
– 電気ヒーターを設置する必要がない。
– 水配管設備が必要ない。
③ 短所
– 霜の厚さが過度に厚い場合は除霜が困難

水による除霜(water defrost)

① 水を蒸発器コイルの上に撒いて除霜
– 蒸発機内の冷媒を回収して送風機を停止し、10℃~20℃の水を撒布
– この時、蒸発器の空気出入口は遮断
② 長所
– 最も簡単かつ一般的な方法で、ユニットクーラー(unit cooler)などでよく使用
– 撒水量が多いと短時間で除霜
③ 短所
– 水配管設備が必要
– 給水配管の凍結防止措置が必要
– 水の凍結によってファンが停止する場合がある。
– 除霜終了後に送風を開始するとコイルに付着していた水が飛散する場合あり
④ 方式
– 使用する水はタンク(除霜用水タンク)に入れて一定温度に上昇させて再循環させる方式が一般的

伝熱による除霜方法(electric defrost)

① 電気ヒーターを蒸発器の適当な位置に設置して除霜
– 除霜の際には送風を停止して過熱
– 過熱機の容量は1RT当たり約5kW
– 主に小型装置に用いられ、大型の場合はヒーター製作上の問題や故障時の修理などの問題が発生し得る。
② 長所
– 電気ヒーターを使用するため操作・制御が容易
– ヒーター設置方法を適切にすると過熱不均一を減少させることができる。
③ 短所
– ヒーターに漏電遮断機、サーモスタットなどを設置して火災を防止する必要がある。
– 一定期間使用後は電気ヒーターを交換する必要がある。(ヒーターの老朽)

不凍液噴霧による方法

① 冷却管に不凍液(ブライン)を噴霧し続けて霜ができないようにする方法
– 霜は生成と同時に不凍液に吸収され伝熱面は常に着霜されない状態を維持
– 濃度が低下した不凍液を過熱して再生
② 長所
– 除霜によって庫内温度が上昇しない。(除霜のための運転を停止しないため)
– 冷却管の熱通過率は無着霜・伝熱面の塗れた面効果によって高い。そのため、伝熱面を小さくできる。(K値が良いため)
③ 短所
– 設備費用が高い。(再生機に耐食性材料を使用するためなど)
– 庫内の保管品の衛生を考慮して不凍液を選定する必要がある。(冷蔵品の損傷防止)
– 低温で湿度が高い不凍液の使用は困難
④ 方式
– 不凍液を常に撒布する方式と除霜時にのみ撒布する方式がある。

熱交換器で熱が移動する外表面の面積

Q (Kcal/h) = K * A * LMTD

  • Q = 熱交換器の必要熱量
  • K = 熱通過率 Kcal /m2 h ‘C
  • A = 伝熱面積 m2
LMTD(対数平均温度差) ; Logarithmic Mean Temperature Difference

  • LMTD = dt1 – dt2 / ln (dt1 / dt2 )
  • dt1 熱交換器入口側の温度差 ‘C
  • dt2 熱交換器出口側の温度差 ‘C
伝熱面積 m2 (A)=Q / K×LMTDで求められる。


凝縮能力は冷凍能力に圧縮機動力を足した後、補正値を掛けて算出する。

Q = (R + AW) * F

  • Q : 凝縮能力
  • R : 冷凍能力
  • AQ : 圧縮機動力 (kW×860) (kcal/h)
  • F : 補正係数