(57)【要約】【課題】  冷凍倉庫などの冷却室内の保管品に与える冷凍乾燥等のダメージが少なく、また、冷却費用の低減を図ることなどが可能な低温蓄熱冷却装置を提供する。【解決手段】  低温蓄熱冷却装置の構成を、蓄冷剤１５と熱交換器１６とを蓄冷槽１４内に収容し且つ冷凍倉庫１１内の上部に設けた蓄冷ユニット１３と、冷凍倉庫外に設けた冷却装置３１と、冷媒循環流路３０とを有する構成とする。或いは、冷凍倉庫内の上部に設けた第２の熱交換器と冷凍倉庫外に設けた蓄冷ユニットとの間で蓄冷剤を循環させる構成とする。そして、電力料金が割引きされる夜間時間帯のみ蓄熱運転をし、それ以外は蓄冷熱量により冷却する。また、冷媒吹出し配管２３と、気体吸引配管２４と、冷媒循環流路による冷媒循環と冷媒吹出し配管及び気体吸引配管による冷媒の吹出し及び空気の吸引とを切り替える切替弁２５〜２８とを備え、且つ、除霜器５６を冷凍倉庫外に設ける。【選択図】        図１
2005201510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却室内を冷却するための低温蓄熱冷却装置であって、
蓄冷剤と、冷媒が内部を流れる熱交換器とを蓄冷槽内に収容し、前記熱交換器における前記冷媒と前記蓄冷剤との熱交換により前記蓄冷剤を冷却して蓄冷する構成とし、且つ、前記冷却室内の上部に配設された蓄冷ユニットと、
前記冷却室の外に設置され、前記冷媒を冷却して前記熱交換器に供給する冷媒供給手段と、
前記冷媒供給手段の冷媒出口側と前記熱交換器の冷媒入口側とを接続する冷媒供給流路と、前記熱交換器の冷媒出口側と前記冷媒供給手段の冷媒入口側とを接続する冷媒戻り流路とを備えて、前記冷媒を前記冷媒供給手段と前記熱交換器との間で循環させるように構成された冷媒循環流路とを有することを特徴とする低温蓄熱冷却装置。
【請求項２】
冷却室内を冷却するための低温蓄熱冷却装置であって、
液体の蓄冷剤と、冷媒が内部を流れる第１の熱交換器とを蓄冷槽内に収容し、前記第１の熱交換器における前記冷媒と前記蓄冷剤との熱交換により前記蓄冷剤を冷却して蓄冷する構成とし、且つ、前記冷却室の外に設置された蓄冷ユニットと、
前記冷却室の外に設置され、前記冷媒を冷却して前記第１の熱交換器に供給する冷媒供給手段と、
前記冷媒供給手段の冷媒出口側と前記第１の熱交換器の冷媒入口側とを接続する冷媒供給流路と、前記第１の熱交換器の冷媒出口側と前記冷媒供給手段の冷媒入口側とを接続する冷媒戻り流路とを備えて、前記冷媒を前記冷媒供給手段と前記第１の熱交換器との間で循環させるように構成された冷媒循環流路と、
前記冷却室内の上部に配設され、前記蓄冷剤が内部を流れる第２の熱交換器と、
前記蓄冷ユニットの蓄冷剤出口側と前記第２の熱交換器の蓄冷剤入口側とを接続する蓄冷剤供給流路と、前記第２の熱交換器の蓄冷剤出口側と前記蓄冷ユニットの蓄冷剤入口側とを接続する蓄冷剤戻り流路とを備えて、前記蓄冷剤を前記蓄冷ユニットと前記第２の熱交換器との間で循環させるように構成された蓄冷剤循環流路と、
前記蓄冷剤循環流路の途中に設けられて、前記蓄冷剤を循環させる蓄冷剤循環ポンプとを有することを特徴とする低温蓄熱冷却装置。
【請求項３】
請求項２に記載の低温蓄熱冷却装置において、
前記蓄冷ユニットの蓄冷剤出口側には、前記蓄冷剤うちの前記冷媒に冷却されて凝固した固体成分は通過させずに液体成分のみを通過させるフィルタを設けたことを特徴とする低温蓄熱冷却装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の低温蓄熱冷却装置において、
前記蓄冷ユニットは前記冷却室の上に設置されていることを特徴とする低温蓄熱冷却装置。
【請求項５】
請求項４に記載の低温蓄熱冷却装置において、
前記蓄冷ユニットは前記冷却室の上面全体又は一部を覆うように設置されていることを特徴とする低温蓄熱冷却装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の低温蓄熱冷却装置において、
前記冷媒は前記冷却室内の気体と同種のものであり、
前記冷媒供給流路の途中に接続され、前記冷媒を直接前記冷却室内に吹出すための冷媒吹出し流路と、
前記冷媒戻り流路の途中に接続され、前記気体を前記冷却室内から吸引するための気体吸引流路と、
前記冷媒循環流路による前記冷媒の循環と、前記冷媒吹出し流路及び前記気体吸引流路による前記冷媒の吹出し及び前記気体の吸引とを切り替えるための切替手段とを有することを特徴とする低温蓄熱冷却装置。
【請求項７】
請求項６に記載の低温蓄熱冷却装置において、
前記冷却室の外に設置され、前記気体吸引流路を介して前記冷却室内から吸引した前記気体に含まれる霜を除去する除霜手段を備えたことを特徴とする低温蓄熱冷却装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載の低温蓄熱冷却装置において、
前記冷却室は冷凍倉庫であり、
前記冷媒供給手段は冷凍装置であることを特徴とする低温蓄熱冷却装置。
【請求項９】
請求項８に記載の低温蓄熱冷却装置において、
前記冷凍倉庫内の気体は空気であり、
前記冷凍装置は、空気を冷媒として用いる空気冷媒式冷凍装置であることを特徴とする低温蓄熱冷却装置。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか１項に記載の低温蓄熱冷却装置において、
起動停止手動操作手段を備え、この起動停止手動操作手段の操作に応じて、前記冷媒供給手段を作動させて前記冷媒供給手段から前記熱交換器又は前記第１の熱交換器への前記冷媒の供給を行わせる蓄冷運転と、前記冷媒供給手段を停止させて前記冷媒供給手段から前記熱交換器又は前記第１の熱交換器への前記冷媒の供給を停止させる蓄冷運転停止との切り替えを行う切替制御手段を有することを特徴とする低温蓄熱冷却装置。
【請求項１１】
請求項１〜９の何れか１項に記載の低温蓄熱冷却装置において、
電力料金が割引となる時間帯に作動するように設定されたタイマーを備え、前記タイマーが作動したときには前記冷媒供給手段を作動させて前記冷媒供給手段から前記熱交換器又は前記第１の熱交換器への前記冷媒の供給を行わせる蓄冷運転と、前記タイマーが作動しないときには前記冷媒供給手段を停止させて前記冷媒供給手段から前記熱交換器又は前記第１の熱交換器への前記冷媒の供給を停止させる蓄冷運転停止との切り替えを行う切替制御手段を有することを特徴とする低温蓄熱冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷凍倉庫などの各種冷却室の内部を冷却するための低温蓄熱冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、冷凍倉庫の冷却装置としては強制通風方式のものと、天井コイル方式のものとがある。図７には強制通風方式の冷却装置の構成を示す。同図に示すように、冷凍倉庫１内には冷却器７が設けられており、冷却器７はフロンやアンモニアなどの冷媒が内部を流れる熱交換器２と、ファン３とを備えている。一方、冷凍倉庫１の外にはフロンやアンモニアなどを冷媒として用いる冷凍装置４が設置されている。そして、冷凍装置４の冷媒出口側と熱交換器２の冷媒入口側は冷媒供給配管５によって接続され、熱交換器２の冷媒出口側と冷凍装置４の冷媒入口側は冷媒戻り配管６によって接続されることにより、冷媒循環流路１０が形成されている。
【０００３】
従って、この強制通風方式の冷却装置では、冷凍装置４及びファン３が作動すると、冷凍装置４で冷却された冷媒が、冷媒供給配管５を介して熱交換器２に供給されて熱交換器２内を流れる一方、ファン３によって冷凍倉庫１内の空気が吸引されて熱交換器２に送風される。その結果、ファン３によって送風された空気が、熱交換器２において冷媒と熱交換（冷却）されて所定の温度（例えば−３０℃程度）となる。熱交換器２から出た冷媒は、冷媒戻り配管６を介して冷凍装置４に戻される。なお、下記の特許文献１には強制通風方式の冷却装置例が示されている。
【０００４】
一方、図示は省略するが、天井コイル方式の冷却装置では、冷凍倉庫外に設けられた冷凍装置から供給されるフロンやアンモニアなどの冷媒を、冷凍倉庫内の上部に設けられた天井コイル（熱交換器）内に流す。このとき、冷凍倉庫内の空気は、前記天井コイルにおける前記冷媒との熱交換により冷却され、自然対流をする。かくして、冷凍倉庫内の空気が所定の温度まで冷却される。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１７８３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の強制通風方式の冷却装置では、冷風が常に冷凍倉庫内の保管品（例えば魚などの食料品等）に吹きつけられるため、保管品の凍結乾燥や変色といった品質劣化を招くという問題がある。また、この問題に対応するために天井コイル方式の冷却装置が開発され、設置されてきているが、この冷却装置では、冷凍倉庫内への保管品の出し入れの際、冷凍倉庫の出入口から進入する外気に含まれる湿分が凝固して（霜となって）天井コイルに付着するため、除霜等のメンテナンス作業に非常に手間がかかるという問題がある。なお、強制通風方式の冷却装置においても、図７に示すように冷却器７の冷風出口部分などについた霜８を除去するためにデフロスト運転をしなければならないという問題がある。また、天井コイル方式は強制通風方式に比べ、冷凍倉庫内の自然対流によって冷却するために保管品に与えるダメージは少ないが、冷却費用（電気代）については必ずしも優位とは言えない。
【０００７】
従って本発明は上記の事情に鑑み、冷凍倉庫などの冷却室内の保管品に与える冷凍乾燥等のダメージが少なく、また、冷却費用の低減を図ることなどが可能な低温蓄熱冷却装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する第１発明の低温蓄熱冷却装置は、冷却室内を冷却するための低温蓄熱冷却装置であって、
蓄冷剤と、冷媒が内部を流れる熱交換器とを蓄冷槽内に収容し、前記熱交換器における前記冷媒と前記蓄冷剤との熱交換により前記蓄冷剤を冷却して蓄冷する構成とし、且つ、前記冷却室内の上部に配設された蓄冷ユニットと、
前記冷却室の外に設置され、前記冷媒を冷却して前記熱交換器に供給する冷媒供給手段と、
前記冷媒供給手段の冷媒出口側と前記熱交換器（複数の蓄冷ユニットを直列接続する場合には最上流の蓄冷ユニットの熱交換器）の冷媒入口側とを接続する冷媒供給流路と、前記熱交換器（複数の蓄冷ユニットを直列接続する場合には最下流の蓄冷ユニットの熱交換器）の冷媒出口側と前記冷媒供給手段の冷媒入口側とを接続する冷媒戻り流路とを備えて、前記冷媒を前記冷媒供給手段と前記熱交換器との間で循環させるように構成された冷媒循環流路とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、第２発明の低温蓄熱冷却装置は、冷却室内を冷却するための低温蓄熱冷却装置であって、
液体の蓄冷剤と、冷媒が内部を流れる第１の熱交換器とを蓄冷槽内に収容し、前記第１の熱交換器における前記冷媒と前記蓄冷剤との熱交換により前記蓄冷剤を冷却して蓄冷する構成とし、且つ、前記冷却室の外に設置された蓄冷ユニットと、
前記冷却室の外に設置され、前記冷媒を冷却して前記第１の熱交換器に供給する冷媒供給手段と、
前記冷媒供給手段の冷媒出口側と前記第１の熱交換器（複数の蓄冷ユニットを直列接続する場合には最上流の蓄冷ユニットの第１の熱交換器）の冷媒入口側とを接続する冷媒供給流路と、前記第１の熱交換器（複数の蓄冷ユニットを直列接続する場合には最下流の蓄冷ユニットの第１の熱交換器）の冷媒出口側と前記冷媒供給手段の冷媒入口側とを接続する冷媒戻り流路とを備えて、前記冷媒を前記冷媒供給手段と前記第１の熱交換器との間で循環させるように構成された冷媒循環流路と、
前記冷却室内の上部に配設され、前記蓄冷剤が内部を流れる第２の熱交換器と、
前記蓄冷ユニット（蓄冷槽）の蓄冷剤出口側と前記第２の熱交換器（複数の第２の熱交換器を直列接続する場合には最上流の第２の熱交換器）の蓄冷剤入口側とを接続する蓄冷剤供給流路と、前記第２の熱交換器（複数の第２の熱交換器を直列接続する場合には最下流の第２の熱交換器）の蓄冷剤出口側と前記蓄冷ユニット（蓄冷槽）の蓄冷剤入口側とを接続する蓄冷剤戻り流路とを備えて、前記蓄冷剤を前記蓄冷ユニット（蓄冷槽）と前記第２の熱交換器との間で循環させるように構成された蓄冷剤循環流路と、
前記蓄冷剤循環流路の途中に設けられて、前記蓄冷剤を循環させる蓄冷剤循環ポンプとを有することを特徴とする。
【００１０】
また、第３発明の低温蓄熱冷却装置は、第２発明の低温蓄熱冷却装置において、
前記蓄冷ユニットの蓄冷剤出口側には、前記蓄冷剤うちの前記冷媒に冷却されて凝固した固体成分は通過させずに液体成分のみを通過させるフィルタを設けたことを特徴とする。
【００１１】
また、第４発明の低温蓄熱冷却装置は、第２又は第３発明の低温蓄熱冷却装置において、前記蓄冷ユニットは前記冷却室の上に設置されていることを特徴とする。
【００１２】
また、第５は発明の低温蓄熱冷却装置は、第４発明の低温蓄熱冷却装置において、
前記蓄冷ユニットは前記冷却室の上面全体又は一部を覆うように設置されていることを特徴とする。
【００１３】
また、第６発明の低温蓄熱冷却装置は、第１〜第５発明の何れかの低温蓄熱冷却装置において、
前記冷媒は前記冷却室内の気体と同種のものであり、
前記冷媒供給流路の途中に接続され、前記冷媒を直接前記冷却室内に吹出すための冷媒吹出し流路と、
前記冷媒戻り流路の途中に接続され、前記気体を前記冷却室内から吸引するための気体吸引流路と、
前記冷媒循環流路による前記冷媒の循環と、前記冷媒吹出し流路及び前記気体吸引流路による前記冷媒の吹出し及び前記気体の吸引とを切り替えるための切替手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
また、第７発明の低温蓄熱冷却装置は、第６発明の低温蓄熱冷却装置において、
前記冷却室の外に設置され、前記気体吸引流路を介して前記冷却室内から吸引した前記気体に含まれる霜を除去する除霜手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、第８発明の低温蓄熱冷却装置は、第１〜第７発明の何れかの低温蓄熱冷却装置において、
前記冷却室は冷凍倉庫であり、
前記冷媒供給手段は冷凍装置であることを特徴とする。
【００１６】
また、第９発明の低温蓄熱冷却装置は、第８発明の低温蓄熱冷却装置において、
前記冷凍倉庫内の気体は空気であり、
前記冷凍装置は、空気を冷媒として用いる空気冷媒式冷凍装置であることを特徴とする。
【００１７】
また、第１０発明の低温蓄熱冷却装置は、第１〜第９発明の何れかの低温蓄熱冷却装置において、
起動停止手動操作手段を備え、この起動停止手動操作手段の操作に応じて、前記冷媒供給手段を作動させて前記冷媒供給手段から前記熱交換器又は前記第１の熱交換器への前記冷媒の供給を行わせる蓄冷運転と、前記冷媒供給手段を停止させて前記冷媒供給手段から前記熱交換器又は前記第１の熱交換器への前記冷媒の供給を停止させる蓄冷運転停止との切り替えを行う切替制御手段を有することを特徴とする。
【００１８】
また、第１１発明の低温蓄熱冷却装置は、第１〜第９発明の何れかの低温蓄熱冷却装置において、
電力料金が割引となる時間帯に作動するように設定されたタイマーを備え、前記タイマーが作動したときには前記冷媒供給手段を作動させて前記冷媒供給手段から前記熱交換器又は前記第１の熱交換器への前記冷媒の供給を行わせる蓄冷運転と、前記タイマーが作動しないときには前記冷媒供給手段を停止させて前記冷媒供給手段から前記熱交換器又は前記第１の熱交換器への前記冷媒の供給を停止させる蓄冷運転停止との切り替えを行う切替制御手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
第１発明の低温蓄熱冷却装置によれば、冷却室内の気体が、冷却室内の上部に設けた蓄冷ユニットにより冷却されて自然対流をすることより、冷却室内全体が所定の温度に冷却される。従って、強制通風方式の冷却装置のように冷風によって冷却室内の保管品にダメージを与えるおそれがなく、保管品の品質を保持することができる。また、蓄冷剤を用いた蓄冷ユニットを備えることにより、充分な蓄冷能力（冷却能力）を有することができる。従って、例えば電力料金が割引となる時間帯だけ冷媒供給手段を作動させて冷媒供給手段から熱交換器への冷媒の供給を行わせる蓄冷運転を行い、前記時間帯以外は冷媒供給手段を停止させて冷媒供給手段から熱交換器への前記冷媒の供給を停止させることにより、電気代を低減して冷却費用の低減を図ることができる。
【００２０】
第２発明の低温蓄熱冷却装置によれば、冷却室内の気体が、冷却室内の上部に設けた第２の熱交換器により冷却されて自然対流をすることより、冷却室内全体が所定の温度に冷却される。従って、強制通風方式の冷却装置のように冷風によって冷却室内の保管品にダメージを与えるおそれがなく、保管品の品質を保持することができる。また、蓄冷剤を用いた蓄冷ユニットを備えることにより、充分な蓄冷能力（冷却能力）を有することができる。従って、例えば電力料金が割引となる時間帯だけ冷媒供給手段を作動させて冷媒供給手段から熱交換器への冷媒の供給を行わせる蓄冷運転を行い、前記時間帯以外は冷媒供給手段を停止させて冷媒供給手段から熱交換器への前記冷媒の供給を停止させることにより、電気代を低減して冷却費用の低減を図ることができる。
【００２１】
第３発明の低温蓄熱冷却装置によれば、蓄冷剤うちの冷媒に冷却されて凝固した固体成分は通過させずに液体成分のみを通過させるフィルタを、蓄冷ユニットの蓄冷剤出口側に設けことにより、蓄冷剤循環ポンプは液体の蓄冷剤のみを循環させることになる。このため、固体成分と液体成分とが混在したスラリー状の蓄冷剤を循環させる場合に比べて、蓄冷剤循環ポンプの負荷を低減することができるため、更に冷却費用（電気代）の低減を図ることができる。
【００２２】
第４発明の低温蓄熱冷却装置によれば、蓄冷ユニットを冷却室の上に設置したことにより、例えば蓄冷ユニットを地面に設置した場合に比べて蓄冷熱量のロスが低減されるため、より効率的な冷却が可能となる。
【００２３】
第５発明の低温蓄熱冷却装置によれば、冷却室の上面全体又は一部を覆うように蓄冷ユニットが設置されているため、冷却室上面からの冷熱のロスを防止することもできて、より効率的な冷却が可能となる。
【００２４】
第６発明の低温蓄熱冷却装置によれば、冷媒が冷却室内の気体と同種のものであり、冷媒を直接冷却室内に吹出すための冷媒吹出し流路と、気体を冷却室内から吸引するための気体吸引流路と、冷媒循環流路による冷媒の循環と冷媒吹出し流路及び気体吸引流路による冷媒の吹出し及び気体の吸引とを切り替えるための切替手段とを有するため、自然対流による冷却だけでなく、熱負荷が非常に大きいときなど、必要に応じて一次的に強制通風による冷却も可能となる。
【００２５】
第７発明の低温蓄熱冷却装置によれば、気体吸引流路を介して冷却室内から吸引した（吸い出した）気体に含まれる霜を除去する除霜手段を、冷却室の外に設置したことにより、冷却室の外で除霜することができる。このため、冷却室内で除霜作業をすることや、冷却室内でデフロスト運転をすることが不要となり、冷却室内の温度上昇を回避することができる。つまり、冷却室内の気体と同種の気体を冷媒として用いる冷媒供給手段を採用したことにより、自然対流による冷却だけでなく、冷却室内に直接冷媒を吹出すとともに冷却室内の気体を冷却室外に吸い出して冷媒として利用することもできるため、除霜手段を冷却室の外に設けることができて、冷却室の外で除霜することができる。
【００２６】
第８発明の低温蓄熱冷却装置によれば、冷却室は冷凍倉庫、冷媒供給手段は冷凍装置であり、上記第１〜第７発明の効果が得られるため、冷凍倉庫に適した冷却装置を実現することができる。
【００２７】
第９発明の低温蓄熱冷却装置によれば、冷凍倉庫内の気体は空気であり、冷凍装置は空気を冷媒として用いる空気冷媒式の冷凍装置であるため、フロンやアンモニア等を冷媒として用いる冷凍装置では対応が難しい低温（例えば−５０℃程度以下）にも対応することができ、また、例えば魚などの食料品などを保管するような人の出入りする一般の冷凍倉庫にも適した冷却装置を実現することができる。
【００２８】
第１０発明の低温蓄熱冷却装置によれば、起動停止手動操作手段を備え、この起動停止手動操作手段の操作に応じて、冷媒供給手段を作動させて冷媒供給手段から熱交換器又は第１の熱交換器への冷媒の供給を行わせる蓄冷運転と、冷媒供給手段を停止させて冷媒供給手段から熱交換器又は第１の熱交換器への冷媒の供給を停止させる蓄冷運転停止との切り替えを行う切替制御手段を有するため、蓄冷運転と蓄冷運転停止との切り替えが容易である。そして、作業員が起動停止手動操作手段を操作することにより、電力料金が割引きになる時間帯にのみ蓄冷運転を行わせて、それ以外の時間帯には蓄冷運転を停止させて蓄冷ユニットの蓄冷熱量による冷却を行うようにすることができため、電気代を低減して冷却費用の低減を図ることができる。
【００２９】
第１１発明の低温蓄熱冷却装置によれば、電力料金が割引となる時間帯に作動するように設定されたタイマーを備え、タイマーが作動したときには冷媒供給手段を作動させて冷媒供給手段から熱交換器又は第１の熱交換器への冷媒の供給を行わせる蓄冷運転と、タイマーが作動しないときには冷媒供給手段を停止させて冷媒供給手段から熱交換器又は第１の熱交換器への冷媒の供給を停止させる蓄冷運転停止との切り替えを行う切替制御手段を有するため、作業員の手間を要せずに蓄冷運転と蓄冷運転停止との切り替えを確実に行うことができ、しかも、電力料金が割引きになる時間帯にのみ蓄冷運転を行い、それ以外の時間帯には蓄冷運転を停止させて蓄冷ユニットの蓄冷熱量による冷却を行うため、電気代を低減して冷却費用の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づき詳細に説明する。
【００３１】
＜実施の形態例１＞
図１は本発明の実施の形態例１に係る低温蓄熱冷却装置の構成図、図２は前記低温蓄熱冷却装置に備えた空気冷媒式冷凍装置の構成図である。
【００３２】
図１に示すように、冷凍倉庫１１には、その内部の空気を冷却して冷凍倉庫１１内の図示しない荷（例えば魚など食料品等の保管品）を冷凍保存するために本実施の形態例１の低温蓄熱冷却装置が装備されている。冷凍倉庫１１はその躰体（構造体）１２がコンリートや断熱材などからなり、矩形の断面形状を有し、側面には荷（保管品）を出し入れするための出入口（図示省略）が開閉可能に設けられている。
【００３３】
そして、冷凍倉庫１１内の上部（天井付近）には、２台の蓄冷ユニット１３が配設されている。
【００３４】
各蓄冷ユニット１３は、金属などの熱伝導率の高い材料で形成された断面が矩形状の蓄冷槽１４の内部に蓄冷剤１５と、熱交換器１６とを収容してなるものである。熱交換器１６は例えば蛇行した冷却管或いは真直ぐな冷却管などからなるものであり、その内部を空気冷媒が流れる。蓄冷剤１５は、蓄冷槽１４内に適宜の量だけ収容されて熱交換器１６と接触するようになっている。蓄冷剤１５としては、例えばアルコール系の液体（エタノール、メタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等）と水との混合物、メタル等がある。蓄冷容量は蓄冷剤の量、複数の蓄冷剤の混合比、或いは、蓄冷剤の過冷却温度等を調整することによって任意に設定することができ、１日の熱負荷変動や季節の熱負荷変動などに対応することもできる。例えばアルコール系の液体と水とを混合する場合には、これらの混合割合を調整することによって当該混合物の蓄冷容量や凝固点などを調整することができる。
【００３５】
また、２台の蓄冷ユニット１３は相互の熱交換器１６が接続冷媒流路としての接続冷媒配管１７により接続されて直列となっており、左側の蓄冷ユニット１３が上流側、右側の蓄冷ユニット１３が下流側となっている。なお、蓄冷ユニットの設置台数は２台に限らず、所要の蓄冷熱量（保冷能力）などに応じて１台としてもよく、３台以上としてもよい。また、蓄冷ユニットを複数台設置する場合の接続方法としては、図示例のような直列接続に限定するものではなく、並列接続としてもよい。
【００３６】
一方、冷凍倉庫１１の外には冷媒供給手段としての冷凍装置３１が設置されている。冷凍装置３１は空気を冷媒として用いる空気冷媒式のものである。この空気冷媒式冷凍装置３１の具体的な構成は例えば図２のようになっている（詳細後述）。
【００３７】
また、この冷凍装置３１と蓄冷ユニット１３との間には冷媒循環流路３０が形成されている。即ち、冷媒循環流路３０は、冷凍装置３１の冷媒出口側と、上流側の蓄冷ユニット１３の熱交換器１６の冷媒入口側とを接続する冷媒供給流路としての冷媒供給配管２１と、下流側の蓄冷ユニット１３の熱交換器１６の冷媒出口側と、冷凍装置３１の冷媒入口側とを接続する冷媒戻り流路としての冷媒戻り配管２２とを備えて、空気冷媒を冷凍装置３１と熱交換器１６との間で循環させるように構成されている。
【００３８】
更に、冷媒供給配管２１の途中には、空気冷媒を直接冷凍倉庫１１内に吹出すための冷媒吹出し流路としての冷媒吹出し配管２３が接続され、冷媒戻り配管２２の途中には、冷凍倉庫１１内の気体（空気）を冷凍倉庫１１内から吸引する（吸い出す）ための気体吸引流路としての気体吸引配管２４が接続されている。各配管２１，２２，２３，２４には図示しない断熱材による断熱処理が施されている。また、冷媒循環流路３０による空気冷媒の循環と、冷媒吹出し配管２３及び気体吸引配管２４による空気冷媒の吹出し及び空気の吸引とを切り替えるための切替手段として、切替弁２５，２６，２７，２８が設けられている。切替弁２５は冷媒供給配管２１と冷媒吹出し配管２３との接続部４１よりも下流側において、冷媒供給配管２１に設けられている。切替弁２６は冷媒戻り配管２２と気体吸引配管２４との接続部４２よりも上流側において、冷媒戻り配管２２に設けられている。切替弁２７は冷媒吹出し配管２３に設けられ、切替弁２８は気体吸引配管２４に設けられている。なお、切替弁２５，２７は図示例のように冷凍倉庫１１内に設ける場合に限らず、例えば配管２１，２３の接続部４１を冷凍倉庫１１の外に設けることなどにより、冷凍倉庫１１の外に設けるようにしてもよい。
【００３９】
気体吸引配管２４には、除霜手段としての除霜器５６が設けられている。除霜器５６は、切替弁２８と配管２２，２４の接続部４２との間に設置されている。なお、除霜器５６の設置位置は、除霜器の必要性や圧力損失などの観点から図示例の位置とすることが望ましいが、必ずしもこれに限定するものではなく、接続部４２と冷凍装置３１と間の冷媒戻り配管２２に設けてもよい。
【００４０】
また、冷凍倉庫１１の外には、切替制御手段としての制御装置５１が設置されている。制御装置５１ではシーケンス制御により、各切替弁２５，２６，２７，２８の開閉制御や冷凍装置３１の起動停止制御などを行う。制御装置５１には自動手動切替スイッチ５２、起動停止手動操作手段としての起動停止スイッチ５３、タイマー５４及び切替スイッチ５５などが装備されている。
【００４１】
制御装置５１では、作業員が自動手動切替スイッチ５２を操作して手動運転を選択した場合には、作業員による起動停止スイッチ５３の手動操作に応じて、蓄冷運転と蓄冷運転停止との切り替え制御を行う一方、作業員が自動手動切替スイッチ５２を操作して自動運転を選択した場合には、タイマー５４の作動に応じて、自動的に蓄冷運転と蓄冷運転停止との切り替え制御を行う。
【００４２】
蓄冷運転を行う場合、制御装置５１では冷凍装置５１に図示しない電力系統から給電させることにより、冷凍装置５１を作動（図２の電動モータ３８を作動：詳細後述）させ、また、切替弁２５，２６は開けて切替弁２７，２８は閉じた状態とする。その結果、冷凍装置３１から送出された空気冷媒が、冷媒供給配管２１を介して２台の蓄冷ユニット１３の各熱交換器１６に供給され、これらの熱交換器１６内を順に流れる。このとき、各熱交換器１６における空気冷媒と各蓄冷剤１５との熱交換により各蓄冷剤１５が冷却されて、蓄冷される。熱交換器１６を出た空気冷媒は、冷媒戻り配管２２を介して冷凍装置３１に戻される。図１には蓄冷運転を行っているときの温度を例示しており、例えば冷凍倉庫１１内を−５５℃とする場合には、冷凍装置３１から供給する空気冷媒の温度を−７５℃として、蓄冷剤１５の温度を−６５℃とし、冷凍倉庫１１内を−３０℃とする場合には、冷凍装置３１から供給する空気冷媒の温度を−５０℃として、蓄冷剤１４の温度を−４０℃とする。
【００４３】
蓄冷運転を停止する場合、制御装置５１では電力系統からの給電を停止させて冷凍装置５１を停止（図２の電動モータ３８を停止）させ、切替弁２５，２６を閉じる。
【００４４】
タイマー５４は電力料金が割引き（例えば半額以下）となる夜間時間帯（例えば２２時から翌朝８時まで）に作動するように設定されている。従って、タイマー５４を用いた自動運転の場合、制御装置５１では、タイマー５４の作動により自動的に前記夜間時間帯に前記蓄冷運転を行い、それ以外のタイマー５４が作動しない昼間の時間帯には前記蓄冷運転を停止される。手動運転の場合には、作業員が起動停止スイッチ５３を操作することにより、前記夜間時間帯に前記蓄冷運転を行わせて、それ以外の昼間の時間帯には前記蓄冷運転を停止させる。なお、必ずしもこのように手動運転と自動運転の切り替えを可能とする場合に限定するものでなく、手動運転又は自動運転の何れか一方だけを行うことができるようにしてもよい。
【００４５】
切替スイッチ５５は冷凍倉庫１１への保管品の出し入れをする間だけ除霜を行うために自然対流運転から強制通風運転に切替えるためのものである。即ち、冷凍倉庫１１への保管品の出し入れのために冷凍倉庫１１の出入口を開けると、外気とともに当該外気に含まれる湿分が冷凍倉庫１１内に進入して凝固する。従って、このままでは蓄冷ユニット１３などに霜が付着してしまうおそれがある。そこで、この保管品の出し入れの際には作業員が切替スイッチ５５を操作し、これに応じて制御装置３１では、切替弁２７，２８を開け、切替弁２５，２６を閉じる（既に閉じていればその状態を維持する）。その結果、冷媒吹出し配管２３による冷凍倉庫１１内への空気冷媒の吹き出しと、気体吸引配管２４による冷凍倉庫１１内からの空気の吸引とが行われる。このとき、冷凍倉庫１１内から吸引される空気は前記湿分が凝固した霜を含んでおり、この霜が除霜器５６によって除去される。霜が除去された空気は冷媒として、冷媒戻り配管２２により冷凍装置３１に戻される。
【００４６】
ここで図２に基づき、空気冷媒式冷凍装置３１の構成例について詳細に説明する。同図に示すように空気冷媒式冷凍装置３１は膨張タービン３２、コンプレッサ３３、外部熱交換器３４、排熱回収熱交換器３５及びフィルタ３６を備えるとともにこれらの各機器が各冷媒配管３７で接続されて冷媒流路が形成され、且つ、膨張タービン３２及びコンプレッサ３３を回転駆動する電動モータ３８を備えている。
【００４７】
従って、制御装置５１の制御に基づいて図示しない電力系統から電動モータ３８に電力が供給されて電動モータ３８が作動し、コンプレッサ３３が回転駆動されると、冷媒戻り配管２２を介して蓄冷ユニット１３から戻った空気冷媒、又は、気体吸引配管２４及び冷媒戻り配管２２を介して冷凍倉庫１１から吸引された空気冷媒が、フィルタ３６及び排熱回収熱交換器３５を流れた後、コンプレッサ３３に吸引され、ここで圧縮される。コンプレッサ３３で圧縮されて例えば１２０℃、０．２ＭＰａとなった空気冷媒は、外部熱交換器３７を流れる。このとき空気冷媒は外部熱交換器３４において、図示しないファンにより送風される外気（冷却風）、又は、図示しないクーリングタワーなどから供給される冷却水と熱交換することにより、例えば４３℃まで一次冷却される。この一次冷却された空気冷媒は、次に排熱回収熱交換器３５を流れる。このとき空気冷媒は、前述のように排熱回収熱交換器３５などを流れた後にコンプレッサ３３に吸引される空気冷媒（例えば−５５℃、０．１ＭＰａの空気冷媒）と熱交換をすることにより、例えば−４７℃まで二次冷却される。更に、この二次冷却された空気冷媒は膨張タービン３２において断熱膨張することより、例えば−７５℃、０．１ＭＰａの非常に低温の空気冷媒となる。そして、この低温の空気冷媒が、冷媒供給配管２１を介して蓄冷ユニット１３の熱交換器１６へ供給される、又は、冷媒供給配管２１及び冷媒吹出し配管２３を介して冷凍倉庫１１内へ直接吹き出される。
【００４８】
なお、冷凍装置５１などの上記各機器は上記のように制御装置１１１によって起動停止制御や開閉制御などが行われることが望ましいが、必ずしもこれに限定するものではなく、各機器を個別に操作するようにしてもよい。
【００４９】
以上のように、本実施の形態例１の低温蓄熱冷却装置によれば、蓄冷剤１５と熱交換器１６とを蓄冷槽１４内に収容してなり且つ冷凍倉庫１１内の上部に配設された蓄冷ユニット１３と、冷凍倉庫１１の外に設置された冷却装置３１と、冷媒供給配管２１と冷媒戻り配管２２とを備えて冷媒を冷凍装置３１と熱交換器１６との間で循環させる冷媒循環流路３０とを有する構成であるため、冷凍倉庫１１内の空気が、冷凍倉庫１１内の上部に設けた蓄冷ユニット１３により冷却されて自然対流をすることより、冷凍倉庫１１内全体が所定の温度に冷却される。従って、強制通風方式の冷却装置のように冷風によって冷却室内の保管品にダメージを与えるおそれがなく、保管品の品質を保持することができる。また、専用の蓄冷剤１５を用いた蓄冷ユニット１３を備えることにより、充分な蓄冷能力（冷却能力）を有することができる。従って、例えば電力料金が割引となる夜間時間帯だけ冷凍装置３１を作動させて冷凍装置３１から熱交換器１６への空気冷媒の供給を行わせる蓄冷運転を行い、前記夜間時間帯以外は冷凍装置３１を停止させて冷凍装置３１から熱交換器１６への空気冷媒の供給を停止させることにより、電気代を低減して冷却費用の低減を図ることができる。
【００５０】
しかも、本実施の形態例例１の低温蓄熱冷却装置では、冷媒が冷凍倉庫１１内の気体（空気）と同種のものであり、冷媒（空気）を直接冷凍倉庫１１内に吹出すための冷媒吹出し配管２３と、気体（空気）を冷凍倉庫１１内から吸引するための気体吸引配管２４と、冷媒循環流路３０による冷媒の循環と冷媒吹出し配管２３及び気体吸引配管２４による冷媒の吹出し及び気体の吸引とを切り替えるための切替弁２５，２６，２７，２８とを有するため、自然対流による冷却だけでなく、熱負荷が非常に大ききときなど、必要に応じて一次的に強制通風による冷却も可能となる。
【００５１】
そして、特に本実施の形態１の低温蓄熱冷却装置では、気体吸引配管２４を介して冷凍倉庫１１内から吸引した（吸い出した）空気に含まれる霜を除去する除霜器５６を、冷凍倉庫１１の外に設置したことにより、冷凍倉庫１１の外で除霜することができる。このため、冷凍倉庫１１内で除霜作業をすることや、冷凍倉庫１１内でデフロスト運転をすることが不要となり、冷凍倉庫１１内の温度上昇を回避することができる。つまり、冷凍倉庫１１内の気体（空気）と同種の気体を冷媒として用いる空気冷媒式の冷凍装置３１を採用したことにより、自然対流による冷却だけでなく、冷凍倉庫１１内に直接空気冷媒を吹出すとともに冷凍倉庫１１内の空気を冷凍倉庫１１外に吸い出して冷媒として利用することもできるため、除霜器５６を冷凍倉庫１１の外に設けることができて、冷凍倉庫１１の外で除霜することができる。
【００５２】
また、本実施の形態例１の低温蓄熱冷却装置では、空気冷媒式の冷凍装置３１を採用しているため、フロンやアンモニア等を冷媒として用いる冷凍装置では対応が難しい低温（例えば冷凍装置からの供給温度が−５０℃以下）にも対応することができ、また、例えば魚などの食料品等を保管するような人の出入りする一般の冷凍倉庫にも適した冷却装置を実現することができる。空気冷媒式冷凍装置３１は例えば−１５０℃程度までの低温の空気冷媒を発生することができるため、−３０℃以下の冷凍倉庫１１の低温蓄熱冷却に実用的に対応可能となる。
【００５３】
また、本実施の形態例１の低温蓄熱冷却装置では、制御装置５１により、起動停止スイッチ５３の操作に応じて、冷凍装置３１を作動させて冷凍装置３１から熱交換器１６への冷媒の供給を行わせる蓄冷運転と、冷凍装置３１を停止させて冷凍装置３１から熱交換器１６への冷媒の供給を停止させる蓄冷運転停止との切り替えを行うため、前記蓄冷運転と前記蓄冷運転停止との切り替えが容易である。そして、作業員が起動停止スイッチ５３を操作することにより、電力料金が割引きになる夜間時間帯にのみ蓄冷運転を行わせて、それ以外の昼間の時間帯には蓄冷運転を停止させて蓄冷ユニット１３の蓄冷熱量による冷却を行うようにすることができため、電気代を低減して冷却費用の低減を図ることができる。
【００５４】
更に、本実施の形態例１の低温蓄熱冷却装置では、電力料金が割引となる夜間時間帯に作動するように設定されたタイマー５４を制御装置５１に備えることにより、タイマー５４が作動したときには冷凍装置３１を作動させて冷凍装置３１から熱交換器１６への冷媒の供給を行わせる蓄冷運転と、タイマー５４が作動しないときには冷凍装置３１を停止させて冷凍装置３１から熱交換器１６への冷媒の供給を停止させる蓄冷運転停止との切り替えを行うため、作業員の手間を要せずに前記蓄冷運転と前記蓄冷運転停止との切り替えを確実に行うこともでき、しかも、電力料金が割引きになる夜間時間帯にのみ蓄冷運転を行い、それ以外の昼間の時間帯には蓄冷運転を停止させて蓄冷ユニット１３の蓄冷熱量による冷却を行うため、電気代を低減して冷却費用の低減を図ることができる。
【００５５】
＜実施の形態例２＞
図３は本発明の実施の形態例２に係る低温蓄熱冷却装置の構成図である。また、図４は蓄冷ユニットの他の設置例を示す図である。図５は前記低温蓄熱冷却装置の蓄冷ユニットの構成例を示す斜視図、図６は前記低温蓄熱冷却装置の蓄冷ユニットの構成例を示す断面図である。
【００５６】
図３に示すように、冷凍倉庫６１には、その内部の空気を冷却して冷凍倉庫６１内の図示しない荷（例えば魚など食料品等の保管品）を冷凍保存するために本実施の形態例２の低温蓄熱冷却装置が装備されている。冷凍倉庫６１はその躰体（構造体）６２がコンリートや断熱材などからなり、矩形の断面形状を有し、側面には荷（保管品）を出し入れするための出入口（図示省略）が開閉可能に設けられている。
【００５７】
そして、冷凍倉庫６１の上面６３には、２台の蓄冷ユニット６４が設置されている。即ち、蓄冷ユニット６４は冷凍倉庫６１の外に設けられている。この場合、蓄冷ユニット６４の設置場所としては、必ずしも冷凍倉庫６１の上に限定するものではなく、冷凍倉庫６１の外であればよい。
【００５８】
各蓄冷ユニット６４は、金属などで形成され且つ図示しない断熱材などで断熱処理が施された断面が矩形状の蓄冷槽６５の内部に蓄冷剤６６と、第１の熱交換器６７とを収容してなるものである。熱交換器６７は例えば蛇行した冷却管或いは真直ぐな冷却管（図４参照：詳細後述）などからなるものであり、その内部を空気冷媒が流れる。蓄冷剤６６は蓄冷槽６５内に適宜の量だけ収容されて熱交換器６７と接触するようになっている。蓄冷剤６６としては液体であればよく、例えばアルコール系の液体（エタノール、メタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等）と水との混合物などがある。蓄冷容量は蓄冷剤の量、複数の蓄冷剤の混合比、又は、蓄冷剤の過冷却温度等を調整することによって任意に設定することができ、１日の熱負荷変動や季節の熱負荷変動等に対応することもできる。例えばアルコール系の液体と水とを混合する場合には、これらの混合割合を調整することなどよって当該混合物の蓄冷容量や凝固点などを調整することができる。
【００５９】
また、２台の蓄冷ユニット６４は相互の熱交換器６７が接続冷媒流路としての接続冷媒配管６８により接続されて直列となっており、左側の蓄冷ユニット６４が上流側、右側の蓄冷ユニット６４が下流側となっている。なお、蓄冷ユニットの設置台数は２台に限らず、所要の蓄冷熱量（保冷能力）などに応じて１台としてもよく、３台以上としてもよい。また、蓄冷ユニットを複数台設置する場合の接続方法としては、図示例のような直列接続に限定するものではなく、並列接続としてもよい。
【００６０】
そして、冷凍倉庫６１内の上部（天井付近）には、蓄冷剤６６が内部を流れる第２の熱交換器９１が２台配設されている。これらの熱交換器９１は例えば蛇行した冷却管（図５参照）からなるものである。また、２台の熱交換器９１は接続蓄冷剤流路としての接続蓄冷剤配管６９により接続されて直列となっており、左側の熱交換器９１が上流側、右側の熱交換器９１が下流側となっている。なお、この熱交換器の設置台数は２台に限らず、所要の冷却能力などに応じて１台としてもよく、３台以上としてもよい。また、熱交換器を複数台設置する場合、熱交換器の接続方法としては、図示例のような直列接続に限定するものではなく、並列接続としてもよい。また、図４に示すように、蓄冷ユニット６４は冷凍倉庫６１の上面６３全体を覆うように設置してもよい。更に、蓄冷ユニット６４を冷凍倉庫６１の上面６３に設ける場合、蓄冷槽６５の下面６５ａと、この下面６５ａに接する冷凍倉庫６１の上面６３の部分は、金属などの熱伝導率の高い材料で形成してもよい。
【００６１】
図３に示すように、熱交換器９１と蓄冷ユニット６４との間には蓄冷剤循環流路９２が形成されている。即ち、蓄冷剤循環流路９２は、各蓄冷ユニット６４の蓄冷剤出口側と、上流側の熱交換器９１の蓄冷剤入口側とを接続する蓄冷剤供給流路としての蓄冷剤供給配管９３と、下流側の熱交換器９１の蓄冷剤出口側と、各蓄冷ユニット６４の蓄冷剤入口側とを接続する蓄冷剤戻り流路としての蓄冷剤戻り配管９４とを備えて、蓄冷剤６６を蓄冷ユニット６４と熱交換器９１との間で循環させるように構成されている。また、蓄冷剤循環流路９２の途中には、蓄冷剤６６を循環させる蓄冷剤循環ポンプ９５が設けられている。
【００６２】
なお、図示例では蓄冷剤循環ポンプ９５を蓄冷剤供給配管９３に設けているが、蓄冷剤戻り配管９４に設けてもよい。また、できるだけ外気との断熱を図るため、蓄冷剤循環ポンプ９５全体を冷凍倉庫６１内に設けること、或いは、蓄冷剤循環ポンプ９５の電動モータ部分は冷凍倉庫６１外とし且つ蓄冷剤循環ポンプ９５の羽根車部分などの流体駆動部分のみを冷凍倉庫６１内に設けることにより、蓄冷剤循環流路９２（配管９３，９４）が外部に露出しないようにしてもよい。
【００６３】
蓄冷剤循環ポンプ９５が作動すると、各蓄冷ユニット６４内の蓄冷剤６６が蓄冷剤供給配管９３を介して吸引されて２台の熱交換器９１に供給され、これらの熱交換器９１を順に流れる。このとき冷凍倉庫６１内の空気は、各熱交換器９１において蓄冷剤６６と熱交換して冷却され、自然対流する。かくして、冷凍倉庫６１内全体が所定の温度（例えば−５５℃程度）まで冷却される。
【００６４】
一方、冷凍倉庫１１の外には冷媒供給手段としての冷凍装置８１が設置されている。冷凍装置８１は空気を冷媒として用いる空気冷媒式のものである。この空気冷媒式冷凍装置８１の構成例は図２に示すとおりである。図２に示す冷凍装置の構成例については前述のとおりであり、ここでの説明は省略する。なお、図２に示す冷媒供給配管２１と冷媒戻り配管２２は、図３に示す冷媒供給配管７１と冷媒戻り配管７２に相当する。
【００６５】
また、この冷凍装置８１と蓄冷ユニット６４との間には冷媒循環流路８０が形成されている。即ち、冷媒循環流路８０は、冷凍装置８１の冷媒出口側と、上流側の蓄冷ユニット６４の熱交換器６７の冷媒入口側とを接続する冷媒供給流路としての冷媒供給配管７１と、下流側の蓄冷ユニット６４の熱交換器６７の冷媒出口側と、冷凍装置８１の冷媒入口側とを接続する冷媒戻り流路としての冷媒戻り配管７２とを備えて、空気冷媒を冷凍装置８１と熱交換器６７との間で循環させるように構成されている。
【００６６】
更に、冷媒供給配管７１の途中には、空気冷媒を直接冷凍倉庫６１内に吹出すための冷媒吹出し流路としての冷媒吹出し配管７３が接続され、冷媒戻り配管７２の途中には、冷凍倉庫６１内の気体（空気）を冷凍倉庫６１内から吸引する（吸い出す）ための気体吸引流路としての気体吸引配管７４が接続されている。各配管７１，７２，７３，７４には図示しない断熱材による断熱処理が施されている。また、冷媒循環流路８０による空気冷媒の循環と、冷媒吹出し配管７３及び気体吸引配管７４による空気冷媒の吹出し及び空気の吸引とを切り替えるための切替手段として、切替弁７５，７６，７７，７８が設けられている。切替弁７５は冷媒供給配管７１と冷媒吹出し配管７３との接続部１０１よりも下流側において、冷媒供給配管７１に設けられている。切替弁７６は冷媒戻り配管７２と気体吸引配管７４との接続部１０２よりも上流側において、冷媒戻り配管７２に設けられている。切替弁７７は冷媒吹出し配管７３に設けられ、切替弁７８は気体吸引配管７４に設けられている。
【００６７】
気体吸引配管７４には、除霜手段としての除霜器１０３が設けられている。除霜器１０３は切替弁７８と配管７２，７４の接続部１０２との間に設置されている。なお、除霜器１０３の設置位置は、除霜器の必要性や圧力損失などの観点から図示の位置とすることが望ましいが、必ずしもこれに限定するものではなく、接続部１０２と冷凍装置８１と間の冷媒戻り配管７２に設けてもよい。
【００６８】
また、冷凍倉庫６１の外には、切替制御手段としての制御装置１１１が設置されている。制御装置１１１ではシーケンス制御により、各切替弁７５，７６，７７，７８の開閉制御、冷凍装置８１や蓄冷剤循環ポンプ９５の起動停止制御などを行う。制御装置１１１には自動手動切替スイッチ１１２、起動停止スイッチ１１３、タイマー１１４、切替スイッチ１１５及び起動停止スイッチ１１６などが装備されている。
【００６９】
制御装置１１１では、作業員が自動手動切替スイッチ１１２を操作して手動運転を選択した場合には、作業員による起動停止スイッチ１１３の操作に応じて、蓄冷運転と蓄冷運転停止との切り替え制御を行う一方、作業員が自動手動切替スイッチ１１２を操作して自動運転を選択した場合には、タイマー１１４の作動に応じて、自動的に蓄冷運転と蓄冷運転停止との切り替え制御を行う。
【００７０】
蓄冷運転を行う場合、制御装置１１１では冷凍装置８１に図示しない電力系統から給電させることにより、冷凍装置８１を作動（図２の電動モータ３８を作動）させ、また、切替弁７５，７６は開けて切替弁７７，７８は閉じた状態とする。その結果、冷凍装置８１から送出された空気冷媒が、冷媒供給配管７１を介して２台の蓄冷ユニット６４の各熱交換器６７に供給され、これらの熱交換器６７内を順に流れる。このとき、各熱交換器６７における空気冷媒と各蓄冷剤６６との熱交換により各蓄冷剤６６が冷却されて、蓄冷される。熱交換器６７を出た空気冷媒は、冷媒戻り配管７２を介して冷凍装置８１に戻される。図３には蓄冷運転を行っているときの温度を例示しており、例えば冷凍倉庫８１内を−５５℃とする場合には、冷凍装置８１から供給する空気冷媒の温度を−７５℃として、蓄冷剤６６の温度を−６５℃とし、冷凍倉庫８１内を−３０℃とする場合には、冷凍装置８１から供給する空気冷媒の温度を−５０℃として、蓄冷剤６６の温度を−４０℃とする。
【００７１】
蓄冷運転を停止する場合、制御装置１１１では電力系統からの給電を停止させて冷凍装置８１を停止（図２の電動モータ３８を停止）させ、切替弁７５，７６を閉じる。
【００７２】
タイマー１１４は電力料金が割引（例えば半額以下）となる夜間時間帯（例えば２２時から翌朝８時まで）に作動するように設定されている。従って、タイマー１１４を用いた自動運転の場合には、制御装置１１１では、タイマー１１４の作動により自動的に前記夜間時間帯に前記蓄冷運転が行われ、それ以外のタイマー１１４が作動しない昼間の時間帯には前記蓄冷運転が停止される。手動運転の場合には、作業員が起動停止スイッチ１１３を操作することにより、前記夜間時間帯に前記蓄冷運転を行わせて、それ以外の昼間の時間帯には前記蓄冷運転を停止させる。蓄冷剤循環ポンプ９５は作業員による起動停止スイッチ１１６の操作に基づき、制御装置１１１によって起動停止制御が行われる。なお、必ずしも上記のように手動運転と自動運転の切り替えを可能とする場合に限定するものでなく、手動運転又は自動運転の何れか一方だけを行うことができるようにしてもよい。
【００７３】
切替スイッチ１１５は冷凍倉庫６１への保管品の出し入れをする間だけ除霜を行うために自然対流運転から強制通風運転に切替えるためのものである。即ち、冷凍倉庫６１への保管品の出し入れのために冷凍倉庫６１の出入口を開けると、外気とともに当該外気に含まれる湿分が冷凍倉庫６１内に進入して凝固する。従って、このままでは熱交換器９１などに霜が付着してしまうおそれがある。そこで、この保管品の出し入れの際には作業員が切替スイッチ１１５を操作し、これに応じて制御装置１１１では、切替弁７７，７８を開け、切替弁７５，７６を閉じる（既に閉じていればその状態を維持する）。その結果、冷媒吹出し配管７３による冷凍倉庫６１内への空気冷媒の吹き出しと、気体吸引配管７４による冷凍倉庫６１内からの空気の吸引とが行われる。このとき、冷凍倉庫６１内から吸引される空気は前記湿分が凝固した霜を含んでおり、この霜が除霜器１０３によって除去される。霜が除去された空気は冷媒として、冷媒戻り配管７２により冷凍装置８１に戻される。
【００７４】
ここで図５及び図６に基づき、蓄冷ユニットの構成例について説明する。図５及び図６に示すように、蓄冷槽６５の上部にはエタノール水溶液などの蓄冷剤６６を内部に貯留するための蓄冷剤貯留槽１２１を有している。熱交換器６７は並列に配設された真直ぐな冷却管であり、蓄冷槽６５内の上部に設けられている。蓄冷剤貯留槽１２１の下面１２１ａと蓄冷槽６５の上面６５ａには互いに連通する連通孔１２１ｂと連通孔６５ｂとが形成されており、各組の連通孔６５ｂ，１２１ｂは各熱交換器６７の真上に位置している。各熱交換器６７の外周は断面が略円形状の案内部材１２２によって囲まれている。案内部材１２２の上部及び各部には開口１２２ａ，１２２ｂが形成されており、上部開口１２２ａは各組の連通孔６５ｂ，１２１ｂに連通している。
【００７５】
従って、各組の連通孔６５ｂ，１２１ｂを介して蓄冷剤貯留槽１２１内から蓄冷槽６５内に流れ落ちる蓄冷剤６６は、各案内部材１２２の上部開口１２２ａから各案内部材１２２と各熱交換器６７との間に流入し、各案内部材１２２に案内されることにより、各熱交換器６７の外周面に沿って（接触して）流れる。その後、当該蓄冷剤６６は各案内部材１２２の下部開口１２２ｂから下方に流れ落ちて、蓄冷槽６５内の下部に貯留される。このとき、蓄冷剤６６は各熱交換器６７において空気冷媒と熱交換して冷却され、その一部が凝固する。このため、蓄冷槽６５の下部に貯留された蓄冷剤６６は、凝固した固体成分６６ａと液体成分６６ｂとが混在するスラリー状となる。
【００７６】
このため、蓄冷槽６５の蓄冷剤出口６５ｃ（蓄冷剤供給配管９３の基端部）には、フィルタ１２３が設けられている。また、前述のとおり、冷凍倉庫６１内の熱交換器９１と蓄冷ユニット６４との間には蓄冷剤供給配管９３と蓄冷剤戻り配管９４とを有してなる蓄冷剤循環流路９２が形成され、この蓄冷剤循環流路９２の途中に蓄冷剤循環ポンプ９５が設けられている。蓄冷剤戻り配管９４の先端部は、蓄冷槽６５の蓄冷剤入口側としての蓄冷剤貯留槽１２１の蓄冷剤入口１２１ｃに接続されている。
【００７７】
蓄冷剤循環ポンプ９５によって蓄冷槽６５の下部に貯留されているスラリー状の蓄冷剤６６が吸引される際、この蓄冷剤６６の固体成分６６ａはフィルタ１２３によって阻止され、蓄冷剤６６の液体成分６６ａのみがフィルタ１２３を通過する。従って、液体の蓄冷剤６６のみが、蓄冷剤供給配管９３を介して熱交換器９１に供給され、熱交換器９１内を流れた後、蓄冷剤戻り配管９４を介して蓄冷剤貯留槽１２３内に戻され、更に蓄冷剤貯留槽６５内に戻される。このようにして蓄冷剤６６は蓄冷ユニット６４と熱交換器９１との間で循環される。
【００７８】
なお、冷凍装置８１などの上記各機器は上記のように制御装置１１１によって起動停止制御や開閉制御などが行われることが望ましいが、必ずしもこれに限定するものではなく、各機器を個別に操作するようにしてもよい。
【００７９】
以上のように、本実施の形態例２の低温蓄熱冷却装置によれば、液体の蓄冷剤６６と熱交換器６７とを蓄冷槽６５内に収容してなり且つ冷凍倉庫６１の外に設置された蓄冷ユニット６４と、冷凍倉庫６１の外に設置された冷凍装置８１と、冷媒供給配管７１と冷媒戻り配管７２とを備えて冷媒を冷凍装置８１と熱交換器６７との間で循環させる冷媒循環流路８０と、冷凍倉庫６１内の上部に配設された熱交換器９１と、蓄冷剤供給配管９３と蓄冷剤戻り配管９４とを備えて蓄冷剤６６を蓄冷ユニット６４と熱交換器９１との間で循環させる蓄冷剤循環流路９２と、蓄冷剤循環流路９２の途中に設けられた蓄冷剤循環ポンプ９５とを有する構成であるため、冷凍倉庫６１内の空気が、冷凍倉庫６１内の上部に設けた熱交換器９１により冷却されて自然対流をすることより、冷凍倉庫６１内全体が所定の温度に冷却される。従って、強制通風方式の冷却装置のように冷風によって冷却室内の保管品にダメージを与えるおそれがなく、保管品の品質を保持することができる。また、専用の蓄冷剤６６を用いた蓄冷ユニット６４を備えることにより、充分な蓄冷能力（冷却能力）を有することができる。従って、例えば電力料金が割引となる夜間時間帯だけ冷凍装置８１を作動させて冷凍装置８１から熱交換器６７への空気冷媒の供給を行わせる蓄冷運転を行い、前記夜間時間帯以外は冷凍装置８１を停止させて冷凍装置８１から熱交換器６７への空気冷媒の供給を停止させることにより、電気代を低減して冷却費用の低減を図ることができる。
【００８０】
しかも、本実施の形態例２の低温蓄熱冷却装置では、冷媒が冷凍倉庫６１内の気体（空気）と同種のものであり、冷媒（空気）を直接冷凍倉庫６１内に吹出すための冷媒吹出し配管７３と、気体（空気）を冷凍倉庫６１内から吸引するための気体吸引配管７４と、冷媒循環流路８０による冷媒の循環と冷媒吹出し配管７３及び気体吸引配管７４による冷媒の吹出し及び気体の吸引とを切り替えるための切替弁７５，７６，７７，７８とを有するため、自然対流による冷却だけでなく、熱負荷が非常に大きいときなど、必要に応じて一次的に強制通風による冷却も可能となる。
【００８１】
そして、特に本実施の形態例２の低温蓄熱冷却装置では、気体吸引配管７４を介して冷凍倉庫６１内から吸引した（吸い出した）空気に含まれる霜を除去する除霜器１０３を、冷凍倉庫６１の外に設置したことにより、冷凍倉庫６１の外で除霜することができる。このため、冷凍倉庫６１内で除霜作業をすることや、冷凍倉庫６１内でデフロスト運転をすることが不要となり、冷凍倉庫６１内の温度上昇を回避することができる。つまり、冷凍倉庫６１内の気体（空気）と同種の気体を冷媒として用いる空気冷媒式の冷凍装置８１を採用したことにより、自然対流による冷却だけでなく、冷凍倉庫６１内に直接空気冷媒を吹出すとともに冷凍倉庫６１内の空気を冷凍倉庫６１外に吸い出して冷媒として利用することもできるため、除霜器１０３を冷凍倉庫６１の外に設けることができて、冷凍倉庫６１の外で除霜することができる。
【００８２】
また、本実施の形態例２の低温蓄熱冷却装置では、空気冷媒式の冷凍装置８１を採用しているため、フロンやアンモニア等を冷媒として用いる冷凍装置では対応が難しい低温（例えば冷凍装置からの供給温度が−５０℃以下）にも対応することができ、また、例えば魚などの食料品等を保管するような人の出入りする一般の冷凍倉庫にも適した冷却装置を実現することができる。空気冷媒式冷凍装置８１は例えば−１５０℃程度までの低温の空気冷媒を発生することができるため、−３０℃以下の冷凍倉庫７１の低温蓄熱冷却に実用的に対応可能となる。
【００８３】
また、本実施の形態例２の低温蓄熱冷却装置では、制御装置１１１により、起動停止スイッチ１１３の操作に応じて、冷凍装置８１を作動させて冷凍装置８１から熱交換器６７への冷媒の供給を行わせる蓄冷運転と、冷凍装置８１を停止させて冷凍装置８１から熱交換器６７への冷媒の供給を停止させる蓄冷運転停止との切り替えを行うため、前記蓄冷運転と前記蓄冷運転停止との切り替えが容易である。そして、作業員が起動停止スイッチ１１３を操作することにより、電力料金が割引きになる夜間時間帯にのみ蓄冷運転を行わせて、それ以外の昼間の時間帯には蓄冷運転を停止させて蓄冷ユニット６４の蓄冷熱量による冷却を行うようにすることができため、電気代を低減して冷却費用の低減を図ることができる。
【００８４】
更に、本実施の形態例２の低温蓄熱冷却装置では、電力料金が割引となる夜間時間帯に作動するように設定されたタイマー１１４を制御装置１１１に備えることにより、タイマー１１４が作動したときには冷凍装置８１を作動させて冷凍装置８１から熱交換器６７への冷媒の供給を行わせる蓄冷運転と、タイマー１１４が作動しないときには冷凍装置８１を停止させて冷凍装置８１から熱交換器６７への冷媒の供給を停止させる蓄冷運転停止との切り替えを行うため、作業員の手間を要せずに前記蓄冷運転と前記蓄冷運転停止との切り替えを確実に行うこともでき、しかも、電力料金が割引きになる夜間時間帯にのみ蓄冷運転を行い、それ以外の昼間の時間帯には蓄冷運転を停止させて蓄冷ユニット６４の蓄冷熱量による冷却を行うため、電気代を低減して冷却費用の低減を図ることができる。
【００８５】
また、本実施の形態例２の低温蓄熱冷却装置によれば、蓄冷剤６６うちの冷媒に冷却されて凝固した固体成分６６ａは通過させずに液体成分６６ｂのみを通過させるフィルタ１２３を蓄冷ユニット６４（蓄冷槽６５）の蓄冷剤出口側に設けことにより、蓄冷剤循環ポンプ９５は液体の蓄冷剤６６のみを循環させることになる。このため、固体成分６６ａと液体成分６６ｂとが混在したスラリー状の蓄冷剤を循環させる場合に比べて、蓄冷剤循環ポンプ９５の負荷を低減することができるため、更に冷却費用（電気代）の低減を図ることができる。
【００８６】
また、本実施の形態例２の低温蓄熱冷却装置によれば、蓄冷ユニット６４を冷凍倉庫６１の上に設置したことにより、例えば蓄冷ユニット６４を地面に設置した場合に比べて蓄冷熱量のロスが低減されるため、より効率的な冷却が可能となる。
【００８７】
また、本実施の形態２の低温蓄熱冷却装置によれば、冷凍倉庫６１の上面６３全体を覆うように蓄冷ユニット６４が設置した場合には、冷凍倉庫上面６３からの冷熱のロスを防止することもできて、より効率的な冷却が可能となる。
【００８８】
なお、本発明の低温蓄熱冷却装置は上記実施の形態例１，２のようには特に冷凍倉庫の冷却装置として適したものであるが、必ずしもこれに限定するものではなく、各種の冷却室の内部を冷却する場合に適用することができる。例えば、医療品や薬品等の貯蔵庫用の冷凍装置などにも適用することができる。また、本発明の低温蓄熱冷却装置は空気冷媒式の冷凍装置に限らず、空気以外の冷媒を用いる冷凍装置を採用することもできる。例えば冷却室内が窒素雰囲気の場合、窒素を冷媒として用いる冷凍装置を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は低温蓄熱冷却装置に関し、特に冷凍倉庫などに備える冷却装置に適用して有用なものであり、冷凍倉庫内などの保管品に与えるダメージが少なく、また、冷却費用の低減を図ることなどが可能な冷却装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施の形態例１に係る低温蓄熱冷却装置の構成図である。
【図２】前記低温蓄熱冷却装置に備えた空気冷媒式冷凍装置の構成図である。
【図３】本発明の実施の形態例２に係る低温蓄熱冷却装置の構成図である。
【図４】蓄冷ユニットの他の設置例を示す図である。
【図５】前記低温蓄熱冷却装置の蓄冷ユニットの構成例を示す斜視図である。
【図６】前記低温蓄熱冷却装置の蓄冷ユニットの構成例を示す断面図である。
【図７】従来の強制通風方式の冷却装置の構成図である。
【符号の説明】
【００９１】
１１  冷凍倉庫
１２  躰体（構造体）
１３  蓄冷ユニット
１４  蓄冷槽
１５  蓄冷剤
１６  熱交換器
１７  接続冷媒配管
２１  冷媒供給配管
２２  冷媒戻り配管
２３  冷媒吹出し配管
２４  気体吸引配管
２５，２６，２７，２８  切替弁
３０  冷媒循環流路
３１  空気冷媒式冷凍装置
３２  膨張タービン
３３  コンプレッサ
３４  外部熱交換器
３５  排熱回収熱交換器
３６  フィルタ
３７  冷媒配管
３８  電動モータ
４１，４２  接続部
５１  制御装置
５２  自動手動切替スイッチ
５３  起動停止スイッチ
５４  タイマー
５５  切替スイッチ
５６  除霜器
６１  冷凍倉庫
６２  躰体（構造体）
６３  上面
６４  蓄冷ユニット
６５  蓄冷槽
６５ａ  上面
６５ｂ  連通孔
６５ｃ  蓄冷剤出口
６６  蓄冷剤
６６ａ  固体成分
６６ｂ  液体成分
６７  熱交換器
６８  接続冷媒配管
６９  接続蓄冷剤配管
７１  冷媒供給配管
７２  冷媒戻り配管
７３  冷媒吹出し配管
７４  気体吸引配管
７５，７６，７７，７８  切替弁
８０  冷媒循環流路
８１  冷凍装置
９１  熱交換器
９２  蓄冷剤循環流路
９３  蓄冷剤供給配管
９４  蓄冷剤戻り配管
９５  蓄冷剤循環ポンプ
１０１，１０２  接続部
１０３  除霜器
１１１  制御装置
１１２  自動手動切替スイッチ
１１３  起動停止スイッチ
１１４  タイマー
１１５  切替スイッチ
１１６  起動停止スイッチ
１２１  蓄冷剤貯留槽
１２１ａ  下面
１２１ｂ  連通孔
１２１ｃ  蓄冷剤入口
１２２  案内部材
１２２ａ  上部開口
１２２ｂ  下部開口
１２３  フィルタ
【図１】
2005201510.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005201510.tif 000007
【図６】
2005201510.tif 000008
【図７】
2005201510.tif 000009