(57)【要約】【課題】冷凍回路が内蔵されている内蔵型ショーケースであっても、室内の冷房負荷を低下させることのできるショーケースシステムを提供する。【解決手段】室内に設置され、圧縮機１１、ガスクーラ１８、絞り機構２１、蒸発器１６をそれぞれ冷媒配管１７で接続した冷凍回路を内蔵してなるショーケース１０を備えたショーケースシステムにおいて、外部に設置された屋外放熱ユニット３０を備え、屋外放熱ユニット３０による冷却水と、前記冷媒配管１７を流れる冷媒との熱交換を行う水・冷媒熱交換器２０を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内に設置され、圧縮機、ガスクーラ、絞り機構、蒸発器をそれぞれ冷媒配管で接続した冷凍回路を内蔵してなるショーケースを備えたショーケースシステムにおいて、
外部に設置された屋外放熱ユニットを備え、
前記屋外放熱ユニットによる冷却水と、前記冷媒配管を流れる冷媒との熱交換を行う水・冷媒熱交換器を備えたことを特徴とするショーケースシステム。
【請求項２】
前記屋外放熱ユニットは、前記水・冷媒熱交換器に流れる冷却水が通る散水熱交換器と、前記散水熱交換器に水を散水する散水ノズルとを備え、前記散水ノズルを介して前記散水熱交換器に水を散水することで前記冷却水を冷却することを特徴とする請求項１に記載のショーケースシステム。
【請求項３】
前記ガスクーラに設置されるクーラファン、前記屋外放熱ユニットの冷却水配管に設けられた冷却水ポンプ、前記散水熱交換器に送風する散水熱交換器用ファンおよび前記散水ノズルから水を散水する開閉弁の動作を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記ショーケースが設置された室内の空調運転状態に応じて前記クーラファン、前記冷却水ポンプ、前記散水熱交換器用ファンおよび前記開閉弁の動作を制御することを特徴とする請求項２に記載のショーケースシステム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記室内の空調運転状態が暖房運転の場合、前記クーラファンを駆動するとともに前記冷却水ポンプ、前記散水熱交換器用ファンおよび前記開閉弁を停止し、前記室内の空調運転状態が冷房運転の場合、前記クーラファンを停止するとともに前記冷却水ポンプ、前記散水熱交換器用ファンおよび前記開閉弁を駆動するように制御することを特徴とする請求項３に記載のショーケースシステム。
【請求項５】
前記制御装置は、外気温を取得し、前記室内の空調運転状態が暖房運転の場合であって、前記ショーケースの冷却能力が必要でかつ前記外気温が前記室内の温度以下の場合に、前記クーラファンを駆動するとともに前記冷却水ポンプおよび前記散水熱交換器用ファンを駆動するように制御することを特徴とする請求項４に記載のショーケースシステム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記散水熱交換器の出口の水温が、夏季を示す第１の基準温度以上である場合に前記開閉弁を開けるように制御することを特徴とする請求項４に記載のショーケースシステム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記散水熱交換器の入口と出口の水温差が、前記ショーケースの冷却負荷を示す第２の基準温度以上である場合に前記開閉弁を開けるように制御することを特徴とする請求項４に記載のショーケースシステム。
【請求項８】
前記屋外放熱ユニットは、複数の前記ショーケースと接続されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のショーケースシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ショーケースシステムに係り、特に、冷房負荷の低減を図ることを可能としてショーケースシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧縮機、放熱器、絞り装置および蒸発器を配管で接続して冷媒回路を構成し、室内に設置される一体型の冷凍機内蔵型ショーケースが開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１４５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の技術においては、夏季など室内が冷房運転を行っているような場合に、冷凍回路が内蔵されているため、冷凍機から熱が排出され、ショーケースが設置されている室内の冷房負荷が増大してしまい、室内の冷房効率の低下を招くという問題がある。
本発明は、前記した点に鑑みてなされたものであり、冷凍回路が内蔵されている内蔵型ショーケースであっても、室内の冷房負荷を低下させることのできるショーケースシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するため、本発明のショーケースシステムは、室内に設置され、圧縮機、ガスクーラ、絞り機構、蒸発器をそれぞれ冷媒配管で接続した冷凍回路を内蔵してなるショーケースを備えたショーケースシステムにおいて、外部に設置された屋外放熱ユニットを備え、前記屋外放熱ユニットによる冷却水と、前記冷媒配管を流れる冷媒との熱交換を行う水・冷媒熱交換器を備えたことを特徴とする。
【０００６】
これによれば、室内の空調運転の状態に応じて、冷媒をガスクーラまたは水・冷媒熱交換器により熱交換することができるので、室内が冷房運転している場合には、水・冷媒熱交換器により熱交換することで、ガスクーラの熱交換による排熱が室内に流れないようにすることができ、室内の冷房効率を高めることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、室内が冷房運転している場合には、水・冷媒熱交換器により熱交換することで、ガスクーラの熱交換による排熱が室内に流れないようにすることができ、室内の冷房効率を高めることができる。さらに、屋外放熱ユニットによる冷却水と、冷媒配管を流れる冷媒との熱交換を水・冷媒熱交換器によって行うことができるので、冷却効率を損なうことがない。
一方、外気温が低く、室内が暖房運転している場合には、ガスクーラにより熱交換することで、排熱を室内の暖房の熱源として利用することができ、室内の暖房効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のショーケースシステムの第１実施形態を示す冷凍サイクル図。
【図２】第１実施形態の制御構成を示すブロック図。
【図３】第１実施形態の動作を示すフローチャート。
【図４】第１実施形態の変形例を示す構成図。
【図５】第１実施形態の他の変形例を示す構成図。
【図６】第２実施形態の動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
第１の発明は、室内に設置され、圧縮機、ガスクーラ、絞り機構、蒸発器をそれぞれ冷媒配管で接続した冷凍回路を内蔵してなるショーケースを備えたショーケースシステムにおいて、外部に設置された屋外放熱ユニットを備え、前記屋外放熱ユニットによる冷却水と、前記冷媒配管を流れる冷媒との熱交換を行う水・冷媒熱交換器を備えた。
【００１０】
これによれば、室内の空調運転の状態に応じて、冷媒をガスクーラまたは水・冷媒熱交換器により熱交換することができるので、室内が冷房運転している場合には、水・冷媒熱交換器により熱交換することで、ガスクーラの熱交換による排熱が室内に流れないようにすることができ、室内の冷房効率を高めることができる。さらに、屋外放熱ユニットによる冷却水と、冷媒配管を流れる冷媒との熱交換を水・冷媒熱交換器によって行うことができるので、冷却効率を損なうことがない。
一方、外気温が低く、室内が暖房運転している場合には、ガスクーラにより熱交換することで、排熱を室内の暖房の熱源として利用することができ、室内の暖房効率を高めることができる。
【００１１】
第２の発明は、前記屋外放熱ユニットは、前記水・冷媒熱交換器に流れる冷却水が通る散水熱交換器と、前記散水熱交換器に水を散水する散水ノズルとを備え、前記散水ノズルを介して前記散水熱交換器に水を散水することで前記冷却水を冷却する。
これによれば、散水熱交換器により冷却された冷却水を水・冷媒熱交換器に供給することにより、水・冷媒熱交換器により排熱を発生させることなく、冷媒との熱交換を行うことができる。
【００１２】
第３の発明は、前記ガスクーラに設置されるクーラファン、前記屋外放熱ユニットの冷却水配管に設けられた冷却水ポンプ、前記散水熱交換器に送風する散水熱交換器用ファンおよび前記散水ノズルから水を散水する開閉弁の動作を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記ショーケースが設置された室内の空調運転状態に応じて前記クーラファン、前記冷却水ポンプ、前記散水熱交換器用ファンおよび前記開閉弁の動作を制御する。
これによれば、制御装置により、室内の空調運転状態に応じてクーラファン、冷却水ポンプ、散水熱交換器用ファンおよび開閉弁の動作を制御することにより、室内の空調運転の状態に応じて、冷媒をガスクーラまたは水・冷媒熱交換器により熱交換することができるので、室内が冷房運転している場合には、水・冷媒熱交換器により熱交換することで、ガスクーラの熱交換による排熱が室内に流れないようにすることができ、室内の冷房効率を高めることができる。さらに、屋外放熱ユニットによる冷却水と、冷媒配管を流れる冷媒との熱交換を水・冷媒熱交換器によって行うことができるので、冷却効率を損なうことがない。
一方、室内が暖房運転している場合には、ガスクーラにより熱交換することで、排熱を室内の暖房の熱源として利用することができ、室内の暖房効率を高めることができる。
【００１３】
第４の発明は、前記制御装置は、前記室内の空調運転状態が暖房運転の場合、前記クーラファンを駆動するとともに前記冷却水ポンプ、前記散水熱交換器用ファンおよび前記開閉弁を停止し、前記室内の空調運転状態が冷房運転の場合、前記クーラファンを停止するとともに前記冷却水ポンプ、前記散水熱交換器用ファンおよび前記開閉弁を駆動するように制御する。
これによれば、制御装置により、室内が冷房運転している場合には、水・冷媒熱交換器により熱交換することで、ガスクーラの熱交換による排熱が室内に流れないようにすることができ、室内の冷房効率を高めることができる。さらに、屋外放熱ユニットによる冷却水と、冷媒配管を流れる冷媒との熱交換を水・冷媒熱交換器によって行うことができるので、冷却効率を損なうことがない。
一方、室内が暖房運転している場合には、ガスクーラにより熱交換することで、排熱を室内の暖房の熱源として利用することができ、室内の暖房効率を高めることができる。
【００１４】
第５の発明は、前記制御装置は、外気温を取得し、前記室内の空調運転状態が暖房運転の場合であって、前記ショーケースの冷却能力が必要でかつ前記外気温が前記室内の温度以下の場合に、前記クーラファンを駆動するとともに前記冷却水ポンプおよび前記散水熱交換器用ファンを駆動するように制御する。
これによれば、外気温を考慮して屋外放熱ユニットを駆動するか否かを判断することができるので、ショーケースの冷却能力に応じた冷却を行うことができ、外気温の低い冬季などにおいて、冷却能力を高めることが可能となる。
【００１５】
第６の発明は、前記制御装置は、前記散水熱交換器の出口の水温が、夏季を示す第１の基準温度以上である場合に前記開閉弁を開けるように制御する。
これによれば、夏季で水温が高くなっているときにのみ散水を行うため、ショーケースの冷却効率の向上と散水熱交換器の腐食の抑制とを両立することができる。
【００１６】
第７の発明は、前記制御装置は、前記散水熱交換器の入口と出口の水温差が、前記ショーケースの冷却負荷を示す第２の基準温度以上である場合に前記開閉弁を開けるように制御する。
これによれば、ショーケースの冷却負荷が高くなっているときにのみ散水を行うため、ショーケースの冷却効率の向上と散水熱交換器の腐食の抑制とを両立することができる。
【００１７】
第８の発明は、前記屋外放熱ユニットは、複数の前記ショーケースと接続されている。
これによれば、１台の屋外放熱ユニットに対して複数のショーケースを並列に接続することができ、複数のショーケースの各水・冷媒熱交換器に対して１台の屋外放熱ユニットから冷却水を供給することが可能となる。
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係るショーケースシステムの第１実施形態を示す冷凍サイクルの構成図である。
【００１９】
図１に示すように、ショーケースシステムは、例えば、コンビニエンスストアやスーパーマーケットなどの施設に設置されるショーケース１０を備えている。なお、本実施形態においては、冷媒として二酸化炭素冷媒を用いているが、これに限定されるものではなく、種々の冷媒を用いることができる。
【００２０】
また、ショーケース１０は、低圧段圧縮機構と高圧段圧縮機構の２段で圧縮動作される圧縮機１１を備えている。
圧縮機１１には、それぞれ低圧段圧縮機構における第１吸入口１２および第１吐出口１３が設けられており、高圧段圧縮機構における第２吸入口１４および第２吐出口１５が設けられている。
【００２１】
圧縮機１１の第１吸入口１２は、ショーケース１０の蒸発器１６から送られる冷媒を吸入し、低圧段圧縮機構により、中間圧力に圧縮して第１吐出口１３から吐出するように構成されている。
また、圧縮機１１の第１吐出口１３は、第２吸入口１４に接続されており、圧縮機１１の第２吐出口１５は、それぞれ冷媒配管１７を介してガスクーラ１８に接続されている。
そして、圧縮機１１の第１吐出口１３から中間圧力に圧縮された冷媒は、圧縮機１１の第２吸入口１４に吸い込まれ、圧縮機１１の２段目の圧縮機構により、必要な圧力に圧縮して第２吐出口１５から吐出され、ガスクーラ１８に送られるように構成されている。冷媒配管１７は高圧の冷媒を搬送可能なように、例えば、厚みのある銅配管で構成される。
【００２２】
また、ガスクーラ１８は、クーラファン１９を備えており、ガスクーラ１８には、冷媒配管１７を介して水・冷媒熱交換器２０が接続されており、水・冷媒熱交換器２０と蒸発器１６との間には、水・冷媒熱交換器２０から送られる冷媒を減圧するための絞り機構２１が設けられている。なお、ガスクーラ１８は、例えば、アルミフィンと冷媒配管１７の銅配管で構成される。ガスクーラ１８はこのようにアルミニウムと銅といった異種の金属で構成されており、薬剤によって一方の金属のスケール除去をすると他方の金属の腐食が起こるケースがある。
このように、本実施形態のショーケース１０は、圧縮機１１などの冷媒回路が内蔵された内蔵型ショーケース１０とされている。
【００２３】
また、本実施形態においては、水・冷媒熱交換器２０には、屋外に設置される屋外放熱ユニット３０が接続されている。
屋外放熱ユニット３０は、散水熱交換器３１と、散水熱交換器３１と水・冷媒熱交換器２０との間で水道水などの冷却水を循環させる冷却水配管３２と、散水熱交換器３１の上方から水を散水する散水ノズル３３と、散水熱交換器３１に空気を送る水熱交換器用ファン３４と、冷却水ポンプ３５と、散水ノズル３３から水を散水するための開閉弁３６とを備えている。
散水熱交換器３１は、例えば、アルミニウムで構成されてもよいし、銅で構成されてもよい。また、冷却水配管３２は、ショーケース１０の高圧の冷媒を搬送する冷媒配管１７と異なり、低圧の水道水を搬送する。このため、冷却水配管３２は冷媒配管１７に比べて耐圧が低くて済み、配管の厚みが小さくて良いため材料費を安価にすることができる。また、冷却水配管３２は、銅ではなく、耐圧が低くて済むため防腐食性が銅より高い鉄やステンレスを用いてもよい。また、散水熱交換器３１と同じ素材（例えばアルミニウム）で構成されてもよい。これによって、アルミニウムに適した薬剤でスケール除去をする際に腐食が生じることを防止することができる。
【００２４】
冷却水配管３２は、水・冷媒熱交換器２０に接続されており、冷却水ポンプ３５を駆動することにより、散水熱交換器３１と水・冷媒熱交換器２０との間で冷却水が循環される。そして、散水ノズル３３から水を散水熱交換器３１に散水することにより、散水熱交換器３１の内部を流れる冷却水が冷却され、この冷却された冷却水が水・冷媒熱交換器２０に供給させるように構成されている。
また、散水熱交換器３１の入口側には、散水熱交換器３１に流入する冷却水の水温を検出する入口水温センサ１０１が設けられており、散水熱交換器３１の出口側には、散水熱交換器３１から流出する冷却水の水温を検出する出口水温センサ１０２が設けられている。
【００２５】
次に、本実施形態の制御構成について説明する。
図２は、本実施形態の制御構成を示すブロック図である。
図２に示すように、本実施形態のショーケースシステムは、制御装置４０を備えている。
制御装置４０は、ショーケースシステムの各部を中枢的に制御するものであり、演算実行部としてのＣＰＵ、このＣＰＵによって実行可能な基本制御プログラムや所定のデータ等を記憶するＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ、その他の周辺回路などを備えている。
【００２６】
本実施形態のショーケースシステムは、ショーケース１０が設置される店舗などの室内の温度を検出する室内温度センサ４１、外気温を検出する外気温センサ４２を備えている。
制御装置４０には、室内温度センサ４１、外気温センサ４２の検出値がそれぞれ入力されるように構成されている。さらに、制御装置４０には、室内の空調運転情報が入力されるように構成されている。空調運転情報は、例えば、空調運転を操作するリモコン４３から取得するように構成されている。
【００２７】
制御装置４０は、図示しない庫内温度センサが検知したショーケース１０の庫内温度に基づいて圧縮機１１、クーラファン１９、絞り機構２１を制御する。これによって、ショーケース１０の冷凍回路の動作を制御する。また、制御装置４０は、外気温センサ４２および室内温度センサ４１による検出値、空調運転情報に基づいて、クーラファン１９を駆動制御して屋内と屋外のいずれで放熱を行うかを制御する。また、制御装置４０は、開閉弁３６、冷却水ポンプ３５、水熱交換器用ファン３４を駆動制御することにより屋外放熱ユニット３０の制御を行うように構成されている。
【００２８】
本実施形態においては、制御装置４０は、室内温度センサ４１からの室内温度および空調運転情報を取得し、まず、空調運転情報により室内の空調運転が、暖房運転か冷房運転かを判定する。
そして、空調運転が暖房運転の場合、制御装置４０は、開閉弁３６を閉じるとともに、ガスクーラ１８のクーラファン１９を駆動させるとともに、屋外放熱ユニット３０を停止させるように制御する。
【００２９】
また、空調運転が冷房運転の場合は、制御装置４０は、屋外放熱ユニット３０を駆動するとともに、クーラファン１９を停止させるように制御する。
この場合に、制御装置４０は、入口水温センサ１０１により検出される散水熱交換器に流入する冷却水の入口水温Ｔ１を取得するとともに、出口水温センサ１０２により検出される散水熱交換器から流出する冷却水の出口水温Ｔ２を取得する。
そして、制御装置４０は、入口水温Ｔ１と、出口水温Ｔ２との水温差Ｔ３を求める。
【００３０】
制御装置４０は、出口水温Ｔ２と所定の基準温度１とを比較し、出口水温Ｔ２が基準温度１以上の場合には、散水が必要であると判断し、開閉弁３６を開くように制御する。
その後、制御装置４０は、出口水温Ｔ２と基準温度１−Ｘ℃とを比較し、基準温度１−Ｘ℃より出口水温Ｔ２が低い場合は、散水が不要であると判断し、開閉弁３６を閉じるように制御する。ここで、Ｘ℃は、任意に設定することができる。
【００３１】
また、出口水温Ｔ２が基準温度１より低い場合には、所定の基準温度２と温度差Ｔ３とを比較し、温度差Ｔ３が基準温度２以上の場合には、冷却負荷が大きいと判断し、開閉弁３６を開くように制御する。
その後、制御装置４０は、温度差Ｔ３と基準温度２−Ｙ℃とを比較し、水温差Ｔ３が基準温度２−Ｙ℃より低い場合は、冷却負荷が小さくなったと判断し、開閉弁３６を閉じるように制御する。
【００３２】
また、暖房運転でも冷房運転でもない場合には、室内温度を所定の基準温度と比較し、室内温度が基準温度より高い場合は、屋外放熱ユニット３０を駆動して、クーラファン１９を停止させるように制御する。その後、冷房運転時の場合と同様に、制御装置４０は、冷却水の入口水温Ｔ１および出口水温Ｔ２を取得して、入口水温Ｔ１と、出口水温Ｔ２との水温差Ｔ３を求める。その後の制御は、冷房運転時の場合と同様である。
一方、室内温度が基準温度以下の場合は、開閉弁３６を閉じるとともに、クーラファン１９を駆動して、屋外放熱ユニット３０を停止させるように制御する。
【００３３】
このように制御することにより、外気温が高く、室内が冷房運転している場合には、クーラファン１９を停止することにより、ガスクーラ１８における熱交換による高温空気が室内に流れないように制御することができる。この場合に、屋外放熱ユニット３０を駆動するため、室内に排熱が発生することがなく、室内の冷房効率を高めることができる。さらに、屋外放熱ユニット３０による冷却水と、冷媒配管１７を流れる冷媒との熱交換を水・冷媒熱交換器２０によって行うことができるので、冷却効率を損なうことがない。
【００３４】
一方、室内が暖房運転している場合には、屋外放熱ユニット３０を停止するとともに、クーラファン１９を駆動することにより、排熱を室内に送り、この排熱を暖房の熱源として利用することができ、室内の暖房効率を高めることができる。
【００３５】
次に、本実施形態の作用について図３に示すフローチャートを参照して説明する。
本実施形態においては、まず、制御装置４０は、空調運転情報を取得するとともに（ＳＴ１）、室内温度センサ４１による室内温度Ｂを取得する（ＳＴ２）。
そして、制御装置４０は、室内が暖房運転していると判断した場合は（ＳＴ３：ＹＥＳ）、開閉弁３６を閉じ（ＳＴ４）、クーラファン１９を駆動するとともに（ＳＴ５）、屋外放熱ユニット３０を停止するように制御する（ＳＴ６）。
【００３６】
このように制御することにより、圧縮機１１の１段目の圧縮機構により中間圧力に圧縮された冷媒が、第１吐出口１３から第２吸込口に吸い込まれ、圧縮機１１の２段目の圧縮機構により必要な圧力に圧縮されて第２吐出口１５からガスクーラ１８に送られる。
そして、ガスクーラ１８により室内空気と熱交換を行った冷媒は、水・冷媒熱交換器２０を通り、絞り機構２１により減圧されて蒸発器１６に送られる。蒸発器１６において冷媒が熱交換を行うことにより、ショーケース１０の内部を冷却し、その後、圧縮機１１に戻される。
【００３７】
一方、制御装置４０は、室内が冷房していると判断した場合は（ＳＴ７：ＹＥＳ）、屋外放熱ユニット３０を駆動するとともに（ＳＴ８）、クーラファン１９を停止するように制御する（ＳＴ９）。
そして、制御装置４０は、入口水温センサ１０１により検出される散水熱交換器に流入する冷却水の水温Ｔ１を取得するとともに（ＳＴ１０）、出口水温センサ１０２により堅守される散水熱交換器から流出する冷却水の水温Ｔ２を取得し（ＳＴ１１）、入口水温Ｔ１と、出口水温Ｔ２との水温差Ｔ３を求める（ＳＴ１２）。
【００３８】
制御装置４０は、出口水温Ｔ２と所定の基準温度１とを比較し（ＳＴ１３）、出口水温Ｔ２が基準温度１以上の場合には（ＳＴ１３：ＹＥＳ）、開閉弁３６を開くように制御する（ＳＴ１４）。
その後、制御装置４０は、出口水温Ｔ２と基準温度１−Ｘ℃とを比較し（ＳＴ１５）、基準温度１−Ｘ℃より出口水温Ｔ２が低い場合は（ＳＴ１５：ＹＥＳ）、開閉弁３６を閉じるように制御する（ＳＴ１６）。
【００３９】
また、出口水温Ｔ２が基準温度１より低い場合には（ＳＴ１３：ＮＯ）、所定の基準温度２と温度差Ｔ３とを比較し（ＳＴ１７）、温度差Ｔ３が基準温度２以上の場合には（ＳＴ１７：ＹＥＳ）、開閉弁３６を開くように制御する（ＳＴ１８）。
その後、制御装置４０は、温度差Ｔ３と基準温度２−Ｙ℃とを比較し（ＳＴ１９）、水温差Ｔ３が基準温度２−Ｙ℃より低い場合は（ＳＴ１９：ＹＥＳ）、開閉弁３６を閉じるように制御する（ＳＴ２０）。
【００４０】
このように制御することにより、圧縮機１１の１段目の圧縮機構により中間圧力に圧縮された冷媒が、第１吐出口１３から第２吸込口に吸い込まれ、圧縮機１１の２段目の圧縮機構により必要な圧力に圧縮されて第２吐出口１５からガスクーラ１８に送られる。このとき、クーラファン１９を停止しているので、ガスクーラ１８では熱交換は行われない。
そして、ガスクーラ１８を通過した冷媒は、水・冷媒熱交換器２０に送られ、この水・冷媒熱交換器２０において、屋外放熱ユニット３０の冷却水配管３２を介して送られる冷却水と熱交換した後、絞り機構２１に送られる。絞り機構２１において、冷媒は減圧され、蒸発器１６に送られ、蒸発器１６において冷媒が熱交換を行うことにより、ショーケース１０の内部を冷却し、その後、圧縮機１１に戻される。
【００４１】
また、制御装置４０は、室内が冷房していないと判断した場合は（ＳＴ７：ＮＯ）、室内温度センサ４１により検出された室内温度Ｂに基づいて、室内温度Ｂと室内の所定の基準温度とを比較する（ＳＴ２１）。
室内温度Ｂが所定の基準温度以下であると判断した場合は（ＳＴ２１：ＹＥＳ）、開閉弁３６を閉じ（ＳＴ２２）、クーラファン１９を駆動するとともに（ＳＴ５）、屋外放熱ユニット３０を停止するように制御する（ＳＴ６）。
また、室内温度Ｂが所定の基準温度より高いと判断した場合は（ＳＴ２１：ＮＯ）、屋外放熱ユニット３０を駆動するとともに（ＳＴ８）、クーラファン１９を停止するように制御する（ＳＴ９）。その後、同様に、ステップ１０からステップ２０の制御を行う。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態によれば、室内に設置され、圧縮機１１、ガスクーラ１８、絞り機構２１、蒸発器１６をそれぞれ冷媒配管１７で接続した冷凍回路を内蔵してなるショーケース１０を備えたショーケースシステムにおいて、外部に設置された屋外放熱ユニット３０を備え、屋外放熱ユニット３０による冷却水と、前記冷媒配管１７を流れる冷媒との熱交換を行う水・冷媒熱交換器２０を備えた。
【００４３】
これにより、室内の空調運転の状態に応じて、冷媒をガスクーラ１８または水・冷媒熱交換器２０により熱交換することができるので、室内が冷房運転している場合には、水・冷媒熱交換器２０により熱交換することで、ガスクーラ１８の熱交換による排熱が室内に流れないようにすることができ、室内の冷房効率を高めることができる。さらに、屋外放熱ユニット３０による冷却水と、冷媒配管１７を流れる冷媒との熱交換を水・冷媒熱交換器２０によって行うことができるので、冷却効率を損なうことがない。
一方、外気温が低く、室内が暖房運転している場合には、ガスクーラ１８により熱交換することで、排熱を室内の暖房の熱源として利用することができ、室内の暖房効率を高めることができる。
【００４４】
さらに、屋外放熱ユニット３０を用いることにより、アルミや銅を用いているガスクーラ１８に散水する必要がなくなる。これによってガスクーラ１８の腐食問題を回避することができる。しかも、散水熱交換器３１による放熱では、散水熱交換器３１や冷却水配管３２に冷却水が流れるので、散水熱交換器３１や冷却水配管３２の耐圧は、高圧の冷媒が流れる冷媒配管１７の耐圧に比べて低くて済む。その結果、冷媒配管１７に比べて散水熱交換器３１や冷却水配管３２の材料や厚みの自由度が増し、材料費を安価にすることが可能になる。また、スケールが起こりにくい材料を選択したり、スケール除去時に薬剤の利用が容易な材料を選択したりすることができる。また、腐食が起こった場合であっても、高圧の冷媒配管１７を交換する必要が無く、低圧の冷却水配管３２を交換すればよいため、交換がより容易になる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、屋外放熱ユニット３０は、水・冷媒熱交換器２０に流れる冷却水が通る散水熱交換器３１と、散水熱交換器３１に水を散水する散水ノズル３３とを備え、散水熱交換器３１に水を散水することで冷却水を冷却する。
これにより、散水熱交換器３１により冷却された冷却水を水・冷媒熱交換器２０に供給することにより、水・冷媒熱交換器２０により排熱を発生させることなく、冷媒との熱交換を行うことができる。
【００４６】
また、本実施形態によれば、ガスクーラ１８に設置されるクーラファン１９、屋外放熱ユニット３０の冷却水配管３２に設けられた冷却水ポンプ３５、散水熱交換器３１に送風する散水熱交換器用ファン３４および散水ノズル３３から水を散水する開閉弁３６の動作を制御する制御装置４０を備え、制御装置４０は、ショーケース１０が設置された室内の空調運転状態に応じてクーラファン１９、冷却水ポンプ３５、散水熱交換器用ファン３４および開閉弁３６の動作を制御する。
【００４７】
これにより、制御装置４０により、室内の空調運転状態に応じてクーラファン１９、冷却水ポンプ３５、散水熱交換器用ファン３４および開閉弁３６の動作を制御することにより、室内の空調運転の状態に応じて、冷媒をガスクーラ１８または水・冷媒熱交換器２０により熱交換することができるので、室内が冷房運転している場合には、水・冷媒熱交換器２０により熱交換することで、ガスクーラ１８の熱交換による排熱が室内に流れないようにすることができ、室内の冷房効率を高めることができる。さらに、屋外放熱ユニット３０による冷却水と、冷媒配管１７を流れる冷媒との熱交換を水・冷媒熱交換器２０によって行うことができるので、冷却効率を損なうことがない。
一方、外気温が低く、室内が暖房運転している場合には、ガスクーラ１８により熱交換することで、排熱を室内の暖房の熱源として利用することができ、室内の暖房効率を高めることができる。
【００４８】
また、本実施形態によれば、制御装置４０は、室内の空調運転状態が暖房運転の場合、クーラファン１９を駆動するとともに冷却水ポンプ３５、散水熱交換器用ファン３４を停止する。また状況に応じて開閉弁３６を開閉する。また、室内の空調運転状態が冷房運転の場合、クーラファン１９を停止するとともに冷却水ポンプ３５、散水熱交換器用ファン３４を駆動する。また状況に応じて開閉弁３６を開閉するように制御する。
これにより、制御装置４０により、室内が冷房運転している場合には、水・冷媒熱交換器２０により熱交換することで、ガスクーラ１８の熱交換による排熱が室内に流れないようにすることができ、室内の冷房効率を高めることができる。さらに、屋外放熱ユニット３０による冷却水と、冷媒配管１７を流れる冷媒との熱交換を水・冷媒熱交換器２０によって行うことができるので、冷却効率を損なうことがない。
一方、外気温が低く、室内が暖房運転している場合には、ガスクーラ１８により熱交換することで、排熱を室内の暖房の熱源として利用することができ、室内の暖房効率を高めることができる。
【００４９】
なお、第１実施形態においては、本発明のショーケースシステムの基本的な構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。
図４は、ショーケース１０と屋外放熱ユニット３０とを接続する場合の態様を示す構成図である。図４に示すように、店舗の床下などに接続配管を収容しておき、ショーケース１０と屋外放熱ユニット３０とを、例えば、両路開閉型のカプラ５０を用いて接続するようにしてもよい。
この場合は、ショーケース１０を新たに設置した場合であっても、ショーケース１０と屋外放熱ユニット３０とを簡単に接続することができ、設置作業を容易に行うことができる。
【００５０】
また、図５は、ショーケース１０と屋外放熱ユニット３０とを接続する場合の他の態様を示す構成図である。
図５に示すように、両路開閉型のカプラ５０を複数設置することにより、１台の屋外放熱ユニット３０に対して複数のショーケース１０を並列に接続することができ、複数のショーケース１０の各水・冷媒熱交換器２０に対して１台の屋外放熱ユニット３０から冷却水を供給することが可能となる。
【００５１】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態においては、第１実施形態と制御装置４０による制御を異なるようにしたものである。その他の構成については、第１実施形態と同様であるので、同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５２】
本実施形態においては、制御装置４０は、外気温センサ４２により検出された外気温を取得するように構成されている。
そして、本実施形態においては、制御装置４０は、室内温度センサ４１からの室内温度、外気温センサ４２からの外気温および空調運転情報を取得し、まず、空調運転情報により室内の空調運転が、暖房運転か冷房運転かを判定する。
【００５３】
そして、空調運転が暖房運転の場合、制御装置４０は、開閉弁３６を閉じるとともに、ガスクーラ１８のクーラファン１９を駆動させるように制御する。
その後、制御装置４０は、ショーケース１０の冷却能力が必要か否かを判断し、冷却能力が必要であると判断した場合は、外気温と室内温度とを比較し、外気温が室内温度以下の場合には、屋外放熱ユニット３０を駆動するように制御する。
一方、外気温が室内温度より高い場合には、屋外放熱ユニット３０を停止するように制御する。
【００５４】
また、空調運転が冷房運転の場合は、制御装置４０は、屋外放熱ユニット３０を駆動するとともに、クーラファン１９を停止させるように制御する。
この場合に、制御装置４０は、入口水温センサ１０１により検出される散水熱交換器に流入する冷却水の水温Ｔ１を取得するとともに、出口水温センサ１０２により堅守される散水熱交換器から流出する冷却水の水温Ｔ２を取得する。
そして、制御装置４０は、入口水温Ｔ１と、出口水温Ｔ２との水温差Ｔ３を求める。
【００５５】
制御装置４０は、出口水温Ｔ２と所定の基準温度１とを比較し、出口水温Ｔ２が基準温度１以上の場合には、散水が必要であると判断し、開閉弁３６を開くように制御する。
その後、制御装置４０は、出口水温Ｔ２と基準温度１−Ｘ℃とを比較し、基準温度１−Ｘ℃より出口水温Ｔ２が低い場合は、散水が不要であると判断し、開閉弁３６を閉じるように制御する。ここで、Ｘ℃は、任意に設定することができる。
【００５６】
また、出口水温Ｔ２が基準温度１より低い場合には、所定の基準温度２と温度差Ｔ３とを比較し、温度差Ｔ３が基準温度２以上の場合には、冷却負荷が大きいと判断し、開閉弁３６を開くように制御する。
その後、制御装置４０は、温度差Ｔ３と基準温度２−Ｙ℃とを比較し、水温差Ｔ３が基準温度２−Ｙ℃より低い場合は、冷却負荷が小さくなったと判断し、開閉弁３６を閉じるように制御する。
【００５７】
また、暖房運転でも冷房運転でもない場合には、室内温度Ｂを所定の基準温度と比較し、室内温度が基準温度より高い場合は、屋外放熱ユニット３０を駆動して、クーラファン１９を停止させるように制御する。その後、冷房運転時の場合と同様に、制御装置４０は、冷却水の入口水温Ｔ１および出口水温Ｔ２を取得して、入口水温Ｔ１と、出口水温Ｔ２との水温差Ｔ３を求める。その後の制御は、冷房運転時の場合と同様である。
【００５８】
一方、室内温度が基準温度以下の場合は、開閉弁３６を閉じるとともに、クーラファン１９を駆動するように制御する。その後、制御装置４０は、ショーケース１０の冷却能力が必要か否かを判断し、冷却能力が必要であると判断した場合は、外気温と室内温度を比較し、外気温が室内温度以下の場合には、屋外放熱ユニット３０を駆動するように制御する。
【００５９】
このように制御することにより、外気温を考慮して屋外放熱ユニット３０を駆動するか否かを判断することができるので、ショーケース１０の冷却能力に応じた冷却を行うことができ、外気温の低い冬季などにおいて、冷却能力を高めることが可能となる。
【００６０】
次に、第２実施形態の動作について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。
本実施形態においては、まず、制御装置４０は、空調運転情報を取得し（ＳＴ３１）、室内温度センサ４１により検出された室内温度Ｂを取得するとともに（ＳＴ３２）、外気温センサ４２により検出された外気温Ｃを取得する（ＳＴ３３）。
そして、制御装置４０は、空調運転情報により室内の空調運転が、暖房運転か冷房運転かを判定する（ＳＴ３４）。
【００６１】
そして、制御装置４０は、室内が暖房運転していると判断した場合は（ＳＴ３４：ＹＥＳ）、開閉弁３６を閉じるとともに（ＳＴ３５）、ガスクーラ１８のクーラファン１９を駆動させるように制御する（ＳＴ３６）。
その後、制御装置４０は、ショーケース１０の冷却能力が必要か否かを判断し（ＳＴ３７）、冷却能力が必要であると判断した場合は（ＳＴ３７：ＹＥＳ）、外気温Ｃと室内温度Ｂとを比較し（ＳＴ３８）、外気温Ｃが室内温度Ｂ以下の場合には（ＳＴ３８：ＹＥＳ）、屋外放熱ユニット３０を駆動するように制御する（ＳＴ３９）。
一方、外気温Ｃが室内温度Ｂより高い場合には、屋外放熱ユニット３０を停止するように制御する（ＳＴ４０）。
【００６２】
また、空調運転が冷房運転の場合は（ＳＴ４１：ＹＥＳ）、制御装置４０は、屋外放熱ユニット３０を駆動するとともに（ＳＴ４２）、クーラファン１９を停止させるように制御する（ＳＴ４３）。
そして、制御装置４０は、入口水温センサ１０１により検出される散水熱交換器に流入する冷却水の水温Ｔ１を取得するとともに（ＳＴ４４）、出口水温センサ１０２により堅守される散水熱交換器から流出する冷却水の水温Ｔ２を取得し（ＳＴ４５）、入口水温Ｔ１と、出口水温Ｔ２との水温差Ｔ３を求める（ＳＴ４６）。
【００６３】
制御装置４０は、出口水温Ｔ２と所定の基準温度１とを比較し（ＳＴ４７）、出口水温Ｔ２が基準温度１以上の場合には（ＳＴ４７：ＹＥＳ）、開閉弁３６を開くように制御する（ＳＴ４８）。
その後、制御装置４０は、出口水温Ｔ２と基準温度１−Ｘ℃とを比較し（ＳＴ４９）、基準温度１−Ｘ℃より出口水温Ｔ２が低い場合は（ＳＴ４９：ＹＥＳ）、開閉弁３６を閉じるように制御する（ＳＴ５０）。
【００６４】
また、出口水温Ｔ２が基準温度１より低い場合には（ＳＴ４７：ＮＯ）、所定の基準温度２と温度差Ｔ３とを比較し（ＳＴ５１）、温度差Ｔ３が基準温度２以上の場合には（ＳＴ５１：ＹＥＳ）、開閉弁３６を開くように制御する（ＳＴ５２）。
その後、制御装置４０は、温度差Ｔ３と基準温度２−Ｙ℃とを比較し（ＳＴ５３）、水温差Ｔ３が基準温度２−Ｙ℃より低い場合は（ＳＴ５３：ＹＥＳ）、開閉弁３６を閉じるように制御する（ＳＴ５４）。
【００６５】
また、制御装置４０は、室内が冷房していないと判断した場合は（ＳＴ４１：ＮＯ）、室内温度センサ４１により検出された室内温度Ｂに基づいて、室内温度Ｂと室内の所定の基準温度とを比較する（ＳＴ５５）。
室内温度Ｂが所定の基準温度以下であると判断した場合は（ＳＴ５５：ＹＥＳ）、開閉弁３６を閉じ（ＳＴ５６）、クーラファン１９を駆動する（ＳＴ３６）。
【００６６】
さらに、制御装置４０は、ショーケース１０の冷却能力が必要か否かを判断し（ＳＴ３７）、冷却能力が必要であると判断した場合は（ＳＴ３７：ＹＥＳ）、外気温Ｃと室内温度Ｂとを比較し（ＳＴ３８）、外気温が室内温度以下の場合には（ＳＴ３８：ＹＥＳ）、屋外放熱ユニット３０を駆動するように制御する（ＳＴ３９）。一方、外気温Ｃが室内温度Ｂより高い場合には（ＳＴ３８：ＮＯ）、屋外放熱ユニット３０を停止するように制御する（ＳＴ４０）。
【００６７】
また、室内温度Ｂが所定の基準温度より高いと判断した場合は（ＳＴ５５：ＮＯ）、屋外放熱ユニット３０を駆動するとともに（ＳＴ４２）、クーラファン１９を停止するように制御する（ＳＴ４３）。その後、同様に、ステップ４４からステップ５４の制御を行う。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態によれば、制御装置４０は、外気温を取得し、室内の空調運転状態が暖房運転の場合であって、ショーケース１０の冷却能力が必要でかつ外気温が室内の温度以下の場合に、クーラファン１９を駆動するとともに冷却水ポンプ３５および散水熱交換器用ファン３４を駆動するように制御する。
これにより、外気温を考慮して屋外放熱ユニット３０を駆動するか否かを判断することができるので、ショーケース１０の冷却能力に応じた冷却を行うことができ、外気温の低い冬季などにおいて、冷却能力を高めることが可能となる。
【００６９】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、本発明に係る冷凍システムは、室内の空調運転状態に応じて、ガスクーラまたは水・冷媒熱交換器による冷媒の熱交換を行うことができ、冷房または暖房負荷を低減させることができる冷凍システムとして好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１０  ショーケース
１１  圧縮機
１６  蒸発器
１７  冷媒配管
１８  ガスクーラ
１９  クーラファン
２０  水・冷媒熱交換器
２１  絞り機構
３０  屋外放熱ユニット
３１  散水熱交換器
３２  冷却水配管
３３  散水ノズル
３４  水熱交換器用ファン
３５  冷却水ポンプ
３６  開閉弁
４０  制御装置
４１  室内温度センサ
４２  外気温センサ
４３  リモコン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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