(57)【要約】      （修正有）【課題】１台の冷凍装置で異なる冷却温度帯を有する複数の冷却室を冷却可能にすることで、設備コスト及びランニングコストを低減する。【解決手段】１次冷媒回路、２次冷媒回路４４及び３次冷媒回路５０が設けられ、２次冷媒であるＣＯ２はカスケードコンデンサで１次冷媒であるＮＨ３で冷却される。カスケードコンデンサで冷却された２次冷媒は、熱交換器４９で３次冷媒であるＣＯ２を冷却する。そのため、２次冷媒の温度は３次冷媒の温度より低い。３次冷媒より低温の２次冷媒を設定冷却温度が低い冷却室１２ａの冷却に用い、２次冷媒より高温の３次冷媒を冷却室１２ａより設定冷却温度が高い荷捌き室１２ｄ及び冷却室１２ｃの冷却に用いている。【選択図】図１
2015155776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次冷媒としてＮＨ３が循環し、冷凍サイクル構成機器が設けられた１次冷媒回路と、
２次冷媒としてＣＯ２が循環し前記１次冷媒回路と第１の熱交換器を介して接続され、前記第１の熱交換器で１次冷媒と２次冷媒との間で熱の授受が行われる２次冷媒回路と、
３次冷媒としてＣＯ２が循環し前記２次冷媒回路と第２の熱交換器を介して接続され、前記第２の熱交換器で２次冷媒と３次冷媒との間で熱の授受が行われる３次冷媒回路と、
第１の冷却室に設けられ、前記２次冷媒回路から分岐した第１の２次冷媒分岐回路が導設された第１の冷却器と、
第２の冷却室に設けられ、前記３次冷媒回路が導設された第２の冷却器と、
前記第２の熱交換器の入口で前記２次冷媒回路に設けられた第１の膨張弁と、
前記第１の冷却器の入口で前記２次冷媒分岐回路に設けられた第２の膨張弁と、
前記第２の冷却器の入口で前記３次冷媒回路に設けられた第３の膨張弁とを備えていることを特徴とする冷却システム。
【請求項２】
前記３次冷媒回路に設けられたＣＯ２ポンプと、
前記ＣＯ２ポンプの回転数を制御とする回転数制御装置と、
前記３次冷媒回路を流れるＣＯ２の圧力が許容上限圧力以下となるように、前記回転数制御装置を制御する第２の制御装置とをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
【請求項３】
前記第１の冷却室及び前記第２の冷却室に夫々設けられた温度センサと、
前記各温度センサの検出値が入力され、前記第１の冷却室及び前記第２の冷却室が夫々設定温度となるように、前記第１の膨張弁、前記第２の膨張弁及び前記第３の膨張弁の開度を制御する第１の制御装置とをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
【請求項４】
第３の冷却室に設けられた第３の冷却器と、
前記２次冷媒回路から分岐し、前記第３の冷却器に導設された第２の２次冷媒分岐回路と、
前記３次冷媒回路から分岐し、前記第３の冷却器に導設された３次冷媒分岐回路と、
前記第３の冷却器の入口で前記第２の２次冷媒分岐回路に設けられた第４の膨張弁と、
前記第３の冷却器の入口で前記３次冷媒分岐回路に設けられた第５の膨張弁とをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
【請求項５】
前記第３の冷却室に設けられた温度センサをさらに備え、
前記第１の制御装置は、前記温度センサの検出値が入力され、前記第３の冷却室が設定温度となるように、前記第４の膨張弁及び前記第５の膨張弁の開度を制御するものであることを特徴とする請求項４に記載の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる冷却温度に保持される複数の冷却室をもつ冷蔵倉庫などに適用可能な冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵倉庫の冷却手段として、ＮＨ３やＣＯ２等の自然冷媒を用い、ＮＨ３を１次冷媒とし、ＣＯ２を２次冷媒とした冷凍装置が、冷凍能力が高くかつ地球環境に無害な冷凍装置として広く用いられている。
生鮮食品や冷凍食品等を低温で貯蔵する冷蔵倉庫の冷却温度帯には、Ｃ級、Ｆ級及びＳＦ級等の等級があり、これらの等級毎に冷却温度帯が異なっている。例えば、Ｃ級冷蔵倉庫は−１０〜＋５℃の温度帯に保持され、Ｆ級冷蔵倉庫は−３０〜−２０℃の温度帯に保持され、ＳＦ級冷蔵倉庫はさらに低温の温度帯に保持される。また、冷却室に隣接して、荷解きや梱包等の作業を行う荷捌き室を有する冷蔵倉庫では、荷捌き室の雰囲気で冷却室が加温されないように、荷捌き室を＋５〜＋１５℃の温度帯に保持している。
【０００３】
このように、冷却温度帯が異なる複数の冷却負荷に対して、従来、各冷却温度帯及び各冷却負荷量に適した複数の冷凍装置を用意して対処している。
例えば、荷捌き室及びＦ級冷却室を有する冷蔵倉庫では、Ｆ級冷却室の冷却は、前記ＮＨ３／ＣＯ２冷凍装置で行い、荷捌き室の冷却は、１次冷媒としてＮＨ３を用い、２次冷媒としてエチレングリコールなどの顕熱ブラインを用いたＮＨ３／ブラインクーラで行っている。
【０００４】
特許文献１には、Ｃ級やＦ級など複数の異なる冷却温度帯を有する冷却室を効率よく冷却する手段として、空気冷媒式冷凍装置と前記ＮＨ３／ＣＯ２冷凍装置とを併用し、各冷却室の負荷量に応じて前記２種の冷凍装置を使い分けるようにした冷却手段が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２３８３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
荷捌き室及びＦ級冷却室を有する冷蔵倉庫では、総冷却負荷量の約７０〜９０％はＦ級冷却室の冷却に使用される。そのため、冷却負荷量が少ない荷捌き室に対して専用の冷凍装置を設けた場合、設備コストの増加を招くと共に、顕熱ブラインを搬送するポンプ動力の影響などにより総動力が増加し、ランニングコストが増加するという問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑みなされたものであり、１台の冷凍装置で異なる冷却温度帯を有する複数の冷却室を冷却可能にすることで、設備コスト及びランニングコストを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明の冷却システムは、１次冷媒としてＮＨ３が循環し、冷凍サイクル構成機器が設けられた１次冷媒回路と、２次冷媒としてＣＯ２が循環し１次冷媒回路と第１の熱交換器を介して接続され、第１の熱交換器で１次冷媒と２次冷媒との間で熱の授受が行われる２次冷媒回路と、３次冷媒としてＣＯ２が循環し２次冷媒回路と第２の熱交換器を介して接続され、第２の熱交換器で２次冷媒と３次冷媒との間で熱の授受が行われる３次冷媒回路とを備えている。
【０００９】
さらに、第１の冷却室に設けられ、２次冷媒回路から分岐した第１の２次冷媒分岐回路が導設された第１の冷却器と、第２の冷却室に設けられ、３次冷媒回路が導設された第２の冷却器と、第２の熱交換器の入口で２次冷媒回路に設けられた第１の膨張弁と、第１の冷却器の入口で２次冷媒分岐回路に設けられた第２の膨張弁と、第２の冷却器の入口で３次冷媒回路に設けられた第３の膨張弁とを備えている。
【００１０】
前記構成において、２次冷媒は第１の熱交換器で１次冷媒によって冷却される。第１の熱交換器で冷却された２次冷媒は、第２の熱交換器で３次冷媒を冷却する。そのため、２次冷媒の温度は３次冷媒の温度より低い。３次冷媒より低温の２次冷媒を設定冷却温度が低い第１の冷却室の冷却に用い、２次冷媒より高温の３次冷媒を第１の冷却室より設定冷却温度が高い第２の冷却室の冷却に用いる。
このようにして、１台の冷凍装置を用いて温度が異なる２種の冷媒を作り出し、これら２種の冷媒を夫々対応した設定冷却温度を有する冷却室の冷却に用いることで、複数の冷却室を効率良く冷却できる。
【００１１】
また、２次冷媒及び３次冷媒は潤滑油を含まないので清浄な状態を保持できる。そのため、第２の熱交換器における２次冷媒と３次冷媒との熱交換効率を向上できるので、動力低減及び省エネを達成できる。また、３次冷媒はＣＯＰ潜熱搬送であるため、顕熱ブラインをポンプで搬送する方式と比べて、熱搬送系動力を低減し、省エネを達成できる。
【００１２】
本発明の一実施態様は、３次冷媒回路に設けられたＣＯ２ポンプと、該ＣＯ２ポンプの回転数を制御とする回転数制御装置と、３次冷媒回路を流れるＣＯ２の圧力が許容上限圧力以下となるように、回転数制御装置を制御する第２の制御装置とをさらに備えている。ＣＯ２は温度が高くなると、他の冷媒と比べて高圧になる。そのため、第２の制御装置を備えることで、高い温度のＣＯ２が流れる３次冷媒回路で、ＣＯ２が許容上限圧力を超えるのを防止できる。
【００１３】
本発明の別な一実施態様は、第１の冷却室及び第２の冷却室に夫々設けられた温度センサと、各温度センサの検出値が入力され、第１の冷却室及び第２の冷却室が夫々設定温度となるように、第１の膨張弁、第２の膨張弁及び第３の膨張弁の開度を制御する第１の制御装置とをさらに備えている。
これによって、第１の冷却室及び第２の冷却室を夫々異なる設定温度に精度良く制御することができる。
【００１４】
本発明のさらに別な一実施態様は、第３の冷却室に設けられた第３の冷却器と、２次冷媒回路から分岐し、第３の冷却器に導設された第２の２次冷媒分岐回路と、３次冷媒回路から分岐し第３の冷却器に導設された３次冷媒分岐回路と、第３の冷却器の入口で第２の２次冷媒分岐回路に設けられた第４の膨張弁と、第３の冷却器の入口で３次冷媒分岐回路に設けられた第５の膨張弁とをさらに備えている。
この実施態様では、第４の膨張弁及び第５の膨張弁の開閉を切り替えることで、第３の冷却器に導入する冷媒を２次冷媒又は３次冷媒に切り替えることができる。そのため、設定冷却温度を容易に切替え可能な第３の冷却室を備えることができる。
【００１５】
本発明のさらに別な一実施態様は、前記実施態様の構成に加えて、第３の冷却室に設けられた温度センサをさらに備え、前記第１の制御装置は、該温度センサの検出値が入力され、第３の冷却室が設定温度となるように、第４の膨張弁及び前記第５の膨張弁の開度を制御するものである。
これによって、第３の冷却室の冷却温度を設定温度に精度良く制御することができる。
【００１６】
本発明のさらに別な一実施態様は、第１の冷却室がＦ級冷蔵庫であり、第２の冷却室がＣ級冷蔵庫である。さらに別な態様では、第１の冷却室が冷蔵庫であり、第２の冷却室が荷捌き室である。あるいは、第１の冷却室が、フリーザの内部に形成され、被冷却物がコンベアで連続的に搬入される冷却室であり、第２の冷却室が前記冷却室の搬送方向上流に隣接して配置された前室（予冷室）、又は該冷却室の搬送方向下流に隣接して配置された後室であってもよい。
このように、異なる設定冷却温度を有する複数の冷却室の種々の実施態様において、本発明は設備コスト及びランニングコストを低減でき、省エネを達成できる。
【００１７】
また、本発明の別な一実施態様は、第３の冷却室がＦ級冷蔵庫又はＣ級冷蔵庫として切替え使用されるものである。これによって、１つの冷却室の用途を広げることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、異なる冷却温度を有する複数の冷却室を１台の冷凍装置で冷却できるため、設備コスト及びランニングコストを削減でき、省エネを達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る冷却システムの全体構成図である。
【図２】前記冷却システムの冷凍機本体の構成を示すブロック線図である。
【図３】前記冷却システムの熱交換器の一部断裁正面図である。
【図４】前室冷却システムの制御系を示すブロック線図である。
【図５】前記熱交換器の変形例を示す一部断裁正面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る冷却システムの全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００２１】
（実施形態１）
本発明の第１実施形態に係る冷却システムを図１〜図４に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る冷却システム１０Ａの全体構成図である。図１において、冷蔵倉庫１２に隣接して機械室１４が設けられている。冷蔵倉庫１２は上下４階からなり、３室の冷却室１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び荷捌き室１２ｄを有している。最上階の冷却室１２ａはＦ級冷蔵庫として運転され、−３０〜−２０℃の温度帯に冷却保持される。３階の冷却室１２ｂは、−１０〜＋５℃の温度帯で運転されるＣ級冷蔵庫又は−３０〜−２０℃の温度帯で運転されるＦ級冷蔵庫として切替え運転可能に構成されている。
【００２２】
２階の冷却室１２ｃはＣ級冷蔵庫として運転され、−１０〜＋５℃の温度帯に保持される。１階の荷捌き室１２ｄは、冷却室１２ａ〜１２ｃで低温保存される生鮮食品又は冷凍食品等の被貯蔵品を荷解き又は荷造りする作業を行う荷捌き室であり、＋５〜＋１５℃の温度帯に保持される。
冷却室１２ａ〜１２ｃ及び荷捌き室１２ｄには、夫々ファン１８とＣＯ２が流れる伝熱管（不図示）を有するユニットクーラ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ及び１６ｄが設けられている。ユニットクーラ１６ａ〜１６ｄでは、ファン１８によって形成される空気流と前記伝熱管を流れるＣＯ２との間で熱交換が行われる。
【００２３】
機械室１４の内部に冷凍機本体２０を含めて冷却システム１０Ａの主要機器が設けられている。以下、機械室１４の床面ｆに設けられた冷凍機本体２０の構成を図２に基づいて説明する。
図２において、１次冷媒としてＮＨ３が循環する１次冷媒回路２２が設けられ、１次冷媒回路２２に圧縮機２４、凝縮器２６、膨張弁２８及びカスケードコンデンサ３０等の冷凍サイクル構成機器が設けられている。凝縮器２６には冷却水循環路３２が接続されている。凝縮器２６で冷却水によって凝縮したＮＨ３は一旦ＮＨ３レシーバ３４に貯留された後、カスケードコンデンサ３０に送られ、カスケードコンデンサ３０で２次冷媒であるＣＯ２と熱交換して蒸発する。カスケードコンデンサ３０で蒸発したＮＨ３は、圧縮機２４で圧縮された後、凝縮器２６に送られる。
【００２４】
２次冷媒であるＣＯ２はガス状でＣＯ２レシーバ３６からＣＯ２循環路３８を介してカスケードコンデンサ３０に送られ、カスケードコンデンサ３０で冷却され液化してＣＯ２レシーバ３６に戻る。
図１に示すように、冷却水循環路３２は屋外に設けられた冷却塔４０に接続され、凝縮器２６でＮＨ３を冷却した冷却水は冷却塔４０で冷却される。冷却水循環路３２には冷却水を循環させる冷却水ポンプ４２が設けられている。
【００２５】
ＣＯ２レシーバ３６には２次冷媒回路４４が接続されている。２次冷媒回路４４はＣＯ２ポンプ３９を有し、ＣＯ２レシーバ３６に貯留されたＣＯ２が循環する。２次冷媒回路４４から２次冷媒分岐回路４６が分岐し、さらに、２次冷媒分岐回路４６から２次冷媒分岐回路４８が分岐している。
２次冷媒回路４４の他端はシェルアンドチューブ型の熱交換器４９に接続されている。熱交換器４９には３次冷媒回路５０も接続され、熱交換器４９で２次冷媒回路４４を循環するＣＯ２と３次冷媒回路５０を循環するＣＯ２とが熱交換し、２次冷媒によって３次冷媒回路５０を循環するＣＯ２が冷却される。
【００２６】
３次冷媒回路５０の他端は荷捌き室１２ｄに設けられたユニットクーラ１６ｄの伝熱管に接続されている。３次冷媒回路５０から３次冷媒分岐回路５２及び５４が分岐し、３次冷媒分岐回路５２は冷却室１２ｃに設けられたユニットクーラ１６ｃに接続され、３次冷媒分岐回路５４は冷却室１２ｂに設けられたユニットクーラ１６ｂに接続されている。３次冷媒回路５０、３次冷媒分岐回路５２及び５４には、夫々ＣＯ２を循環させるＣＯ２ポンプ５６、５８及び６０が設けられている。ＣＯ２ポンプ６０にはＣＯ２ポンプ６０の駆動モータ（不図示）の回転数を可変とするインバータ６２が設けられている。
【００２７】
熱交換器４９入口の２次冷媒回路４４には、流量調整可能な膨張弁６４が設けられている。また、ユニットクーラ１６ａ入口の２次冷媒分岐回路４６、ユニットクーラ１６ｄ入口の３次冷媒回路５０、及びユニットクーラ１６ｃ入口の３次冷媒分岐回路５２には、夫々流量調整可能な膨張弁６６、６８及び７０が設けられている。これら膨張弁及び流量調整弁は電動バルブなどで構成されている。
【００２８】
２次冷媒分岐回路４８及び３次冷媒分岐回路５４はユニットクーラ１６ｂの入口で合流し、これら回路の合流部の上流に流量調整可能な膨張弁７２及び７４が設けられている。また、ユニットクーラ１６ｂの出口で２次冷媒分岐回路４８及び３次冷媒分岐回路５４は分岐しており、これら回路の分岐部の下流に流量調整弁７６及び７８が設けられている。また、冷却室１２ａ〜１２ｄには夫々温度センサ８０が設けられている。
【００２９】
次に、熱交換器４９の構成を図３に基づいて説明する。図３において、熱交換器４９は円筒形の中空容器８２と、中空容器８２の両端に設けられたヘッダ８４及び８６とで構成されている。中空容器８２の内部空間とヘッダ８４及び８６の内部空間とは、管板８８及び９０で仕切られている。管板８８及び９０間には多数の伝熱管９２が並列に架設されている。ヘッダ８８には２次冷媒回路４４に接続された入口配管９４ａ及び出口配管９４ｂが設けられている。中空容器８２の下部に液溜め部９６が設けられ、中空容器８２の上部に入口配管９８ａが設けられ、液溜め部９６には出口配管９８ｂが設けられている。入口配管９８ａ及び出口配管９８ｂは３次冷媒回路５０に接続されている。
【００３０】
入口配管９４ａから中空容器８２に流入した２次冷媒のＣＯ２液は入口配管９８ａから流入した３次冷媒のＣＯ２ガスを冷却液化し、自身は気化して出口配管９４ｂから２次冷媒回路４４に戻る。入口配管９８ａから流入したＣＯ２ガスは液化して一旦中空容器８２の下部に貯留される。その後、貯留したＣＯ２液ｌは液溜め部９６から出口配管９８ｂに導出される。
【００３１】
次に、冷却システム１０Ａの制御系を図４に基づいて説明する。図４において、冷却室１２ａ〜１２ｄに設けられた温度センサ８０の検出値が制御装置１００に入力される。制御装置１００は、冷却室１２ａ〜１２ｄを夫々設定温度に保持するため、前記検出値に基づいて、ＣＯ２ポンプ５６、５６及び５８、及びインバータ６２の作動を制御し、かつ膨張弁６４、６６、６８、７０、７２及び７４、及び流量調整弁７６及び７８の開度を制御する。
【００３２】
かかる構成において、冷却室１２ａに設けられたユニットクーラ１６ａには、２次冷媒分岐回路４６からカスケードコンデンサ３０で冷却されたＣＯ２が送られ、冷却室１２ａは−３０〜−２０℃の温度帯に冷却される。荷捌き室１２ｄに設けられたユニットクーラ１６ｄには、３次冷媒回路５０から、２次冷媒であるＣＯ２より温度が高いＣＯ２が送られ、荷捌き室１２ｄを＋５〜＋１５℃の温度帯に冷却する。冷却室１２ｃに設けられたユニットクーラ１６ｃには、３次冷媒分岐回路５２から温度が高いＣＯ２が送られ、冷却室１２ｃは−１０〜＋５℃の温度帯に保持される。
【００３３】
他の冷却室と比べて高い冷却温度帯に保持される荷捌き室１２ｄでは、ＣＯ２の温度が高いため、３次冷媒回路５０を循環するＣＯ２の圧力が高くなる。そのため、制御装置１００でインバータ６２を制御し、ＣＯ２ポンプ５６の回転数を制御することで、ＣＯ２の圧力が許容上限圧力以下となるように制御する。
また、冷却室１２ｂに設けられたユニットクーラ１６ｂへのＣＯ２の供給経路は、制御装置１００で膨張弁７２、７４及び流量調整弁７６、７８の開閉を操作することにより、２次冷媒分岐回路４８又は３次冷媒分岐回路５４に切り替えることができる。これによって、Ｆ級冷蔵庫又はＣ級冷蔵庫として働く冷却温度帯に切り替えることができる。
【００３４】
本実施形態によれば、１台の冷凍装置で４室の冷却室を異なる設定温度に冷却することができるので、設備コスト及びランニングコストを軽減でき、かつ省エネを達成できる。また、温度が低い２次冷媒で設定温度が低い冷却室１２ａを冷却し、２次冷媒より温度が高くなる３次冷媒で設定温度が高い冷却室１２ｃ又は荷捌き室１２ｄを冷却するようにしているので、各冷却室の温度調整が容易である。
さらに、２次冷媒及び３次冷媒は潤滑油を含まないので清浄な状態を保持でき、そのため、熱交換器４９における２次冷媒と３次冷媒との熱交換効率を向上できるので、動力低減及び省エネを達成できる。また、３次冷媒はＣＯ２潜熱搬送であるため、顕熱ブラインをポンプで搬送する方式と比べて、熱搬送系動力を低減し、省エネを達成できる。
【００３５】
また、他の冷却室と比べて設定温度が高い荷捌き室１２ｄにおいては、インバータ６２を制御しＣＯ２ポンプ５８の回転数を制御することで、ＣＯ２の圧力を許容上限圧力以下に保持することができる。
また、各冷却室に設けられた温度センサ８０の検出値に基づいて、ＣＯ２ポンプ５６、５８、６０の作動、及び膨張弁６４、６６、６８、７０、７２、７４及び流量調整弁７６、７８の開度を制御しているので、各冷却室の温度を設定温度に精度良く制御できる。
【００３６】
また、冷却室１２ｂでは、制御装置１００で膨張弁７２、７４及び流量調整弁７６、７８の開閉を操作することにより、Ｆ級冷蔵庫又はＣ級冷蔵庫として働く冷却温度帯に容易に切り替えることができるため、冷却室１２ｂをＦ級冷蔵庫及びＣ級冷蔵庫として兼用できる。
【００３７】
次に、熱交換器４９の変形例を図５に基づいて説明する。図５において、この熱交換器１０２の基本構成は熱交換器４９と同一であるが、中空容器８２の内部に３次冷媒回路５０から流入し冷却されて液化したＣＯ２の貯留域を設けていない点で熱交換器４９と異なる。熱交換器１０２は液溜め部９６に設けられた配管１０４を介してＣＯ２レシーバ１０６に接続されている。液化したＣＯ２は熱交換器１０２から一旦ＣＯ２レシーバ１０６に貯留された後、３次冷媒回路５０に戻される。
【００３８】
なお、本実施形態において、シェルアンドチューブ型の熱交換器４９を用いる代わりに、プレート式熱交換器とＣＯ２レシーバとの組み合わせ、又はシェルアンドプレート式熱交換器４９とＣＯ２レシーバとの組み合わせとしてもよい。
【００３９】
（実施形態２）
次に、本発明の第２実施形態に係る冷却システム１０Ｂを図６に基づいて説明する。本実施形態では、加工場１３に隣接して機械室１４が設けられ、加工場１３にフリーザ１１０が設置されている。フリーザ１１０は、後述する入口１１２ａ及び出口１１２ｂ以外は密閉された横長形状のハウジング１１２を有している。ハウジング１１２には入口１１２ａ及び出口１１２ｂが形成されており、入口１１２ａ及び出口１１２ｂを貫通してハウジング１１２の長手方向に無端状のコンベア１１４が設けられている。
【００４０】
ハウジング１１２の内部において、コンベア１１４の上方領域は仕切り壁１１６及び１１８によって仕切られ、長手方向に前室（予冷室）Ａ、冷却室Ｂ及び後室Ｃに仕切られている。前室Ａにはユニットクーラ１２０が設けられ、冷却室Ｂには冷却器１２２ａ及び１２２ｂが長手方向に設けられ、後室Ｃにはユニットクーラ１２４が設けられている。
【００４１】
本実施形態において、第１実施形態と同一の符号を付した機器又は部材は第１実施形態と同一の構成を有する機器又は部材である。
冷却器１２２ａ及び１２２ｂには、２次冷媒分岐回路４６及び４８から２次冷媒であるＣＯ２が送られる。冷却器１２２ａ及び１２２ｂによって、冷却室Ｂは−３５〜−２５℃に冷却される。
ユニットクーラ１２０には３次冷媒分岐回路５２が接続され、３次冷媒であるＣＯ２が送られる。ユニットクーラ１２０によって、前室Ａは＋５〜−１０℃の温度帯に冷却される。ユニットクーラ１２４には３次冷媒回路５０が接続され、３次冷媒であるＣＯ２が送られる。ユニットクーラ１２４によって後室Ｃは＋５〜−１０℃の温度帯に冷却される。
【００４２】
その他の構成は第１実施形態と基本的に同一である。例えば、前室Ａ、冷却室Ｂ及び後室Ｃには夫々温度センサ８０が設けられている。各温度センサ８０の検出値は図４に示す制御装置１００に入力され、制御装置１００は、各温度センサ８０の検出値に基づいて、前室Ａ、冷却室Ｂ及び後室Ｃを設定された温度帯とするため、ＣＯ２ポンプ５６及びインバータ６２の作動を制御すると共に、膨張弁６４、６６、６８、７０及び７２の開度を制御する。
【００４３】
かかる構成において、フリーザ１１０の入口１１２ａの外側で、生鮮食品などの被冷却品がコンベア１１４に載置されると、被冷却品はハウジング１１２の内部に搬送される。被冷却品は前室Ａで予冷され、その後冷却室Ｂに搬送され、冷却室Ｂで冷却器１２２ａ及び１２２ｂから冷風が送られて冷凍される。冷凍後、後室Ｃを経て出口１１２ｂの外側に搬出される。冷却室Ｂの前後に隣接して前室Ａ及び後室Ｃがあることで、被冷却品は徐々に冷却されると共に、外気が直接冷却室Ｂに侵入しない。
【００４４】
本実施形態によれば、１台の冷凍装置で温度が異なる２次冷媒及び３次冷媒を作り、これらの冷媒を用いてフリーザ１１０の前室Ａ、冷却室Ｂ及び後室Ｃを異なる設定温度に冷却することができる。そのため、設備コスト及びランニングコストを軽減でき、かつ省エネを達成できる。
また、設定温度が高い前室Ａ及び後室Ｃにおいては、インバータ６２を制御しＣＯ２ポンプ５８の回転数を制御することで、ＣＯ２の圧力を許容上限圧力以下に保持することができる。その他第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明によれば、１台の冷凍装置で異なる冷却温度帯を有する複数の冷却室を設定温度に冷却することができ、設備コスト及びランニングコストを低減できる。
【符号の説明】
【００４６】
１０Ａ、１０Ｂ                        冷却システム
１２                                  冷蔵倉庫
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ              冷却室
１２ｄ                              荷捌き室
１３                                  加工場
１４                                  機械室
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１２０、１２４    ユニットクーラ
１８                                  ファン
２０                                  冷凍機本体
２２                                  １次冷媒回路
２４                                  圧縮機
２６                                  凝縮器
２８、６４、６６、６８、７０、７２、７４    膨張弁
３０                                  カスケードコンデンサ
３２                                  冷却水循環路
３４                                  ＮＨ３レシーバ
３６、１０６                          ＣＯ２レシーバ
３８                                  ＣＯ２循環路
４０                                  冷却塔
４２                                  冷却水ポンプ
４４                                  ２次冷媒回路
４６、４８                            ２次冷媒分岐回路
４９、１０２                          熱交換器
５０                                  ３次冷媒回路
５２、５４                            ３次冷媒分岐回路
５６、５８、６０                      ＣＯ２ポンプ
６２                                  インバータ
７６、７８                            流量調整弁
８０                                  温度センサ
８２                                  中空容器
８４、８６                            ヘッダ
８８、９０                            管板
９２                                  伝熱管
９４ａ、９８ａ                        入口配管
９４ｂ、９８ｂ                        出口配管
９６                                  液溜め部
１００                                制御装置
１０４                                配管
１１０                                フリーザ
１１２                                ハウジング
１１４                                コンベア
１１６、１１８                        仕切り壁
１２２ａ、１２２ｂ                    冷却器
Ａ                                    前室（予冷室）
Ｂ                                    冷却室
Ｃ                                    後室
ｆ                                    床面
【図１】
2015155776.tif 000003
【図２】
2015155776.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015155776.tif 000008