(57)【要約】  冷凍システムは、圧縮機、凝縮器、流路切替手段、除湿用熱交換器、膨張弁、および、冷却器が配管接続された冷媒回路を備え、流路切替手段は、冷媒の流路を、少なくとも、凝縮器で凝縮された冷媒が除湿用熱交換器を介して冷却器に流れる第一流路、および、冷却器で蒸発された冷媒が除湿用熱交換器を介して圧縮機に流れる第二流路、のいずれかに切り替えるものである。
2018142583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、流路切替手段、除湿用熱交換器、膨張弁、および、冷却器が配管接続された冷媒回路を備え、
前記流路切替手段は、冷媒の流路を、少なくとも、
前記凝縮器で凝縮された冷媒が前記除湿用熱交換器を介して前記冷却器に流れる第一流路、および、前記冷却器で蒸発された冷媒が前記除湿用熱交換器を介して前記圧縮機に流れる第二流路、のいずれかに切り替えるものである
冷凍システム。
【請求項２】
前記圧縮機と前記凝縮器とを有する室外ユニットと、
前記冷却器と前記膨張弁とを有する冷却ユニットと、
前記除湿用熱交換器と前記流路切替手段とを有する除湿ユニットと、を備え、
前記室外ユニットと前記冷却ユニットとは前記除湿ユニットを介して配管接続されている
請求項１に記載の冷凍システム。
【請求項３】
前記流路切替手段は、冷媒の流路を、前記第一流路、前記第二流路、および、前記凝縮器で凝縮された冷媒が前記除湿用熱交換器を介さずに前記冷却器に流れる第三流路、のいずれかに切り替えるものである
請求項１または２に記載の冷凍システム。
【請求項４】
前記流路切替手段は、第一電磁弁、第二電磁弁、第三電磁弁、第四電磁弁、第五電磁弁、および、第六電磁弁で構成されており、
前記除湿用熱交換器の一端は、前記第一電磁弁の一端および前記第二電磁弁の一端とそれぞれ配管接続されており、前記除湿用熱交換器の他端は、前記第三電磁弁の一端および前記第四電磁弁の一端とそれぞれ配管接続されており、前記第五電磁弁の一端は前記第一電磁弁の他端と配管接続されており、前記第五電磁弁の他端は前記第三電磁弁と配管接続されており、前記第六電磁弁の一端は前記第二電磁弁の他端と配管接続されており、前記第六電磁弁の他端は前記第四電磁弁の他端と配管接続されている
請求項３に記載の冷凍システム。
【請求項５】
除湿モード、および、デフロストモードを有し、各モードに応じて前記流路切替手段を制御する制御装置を備えた
請求項１〜４のいずれか一項に記載の冷凍システム。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記除湿モード時、
前記冷却器と前記除湿用熱交換器とが連通し、前記除湿用熱交換器と前記圧縮機の吸入側とが連通するように前記流路切替手段を制御し、冷媒の流路を、前記冷却器で蒸発された冷媒が前記除湿用熱交換器を介して前記圧縮機に流れる流路に切り替えるものである
請求項５に記載の冷凍システム。
【請求項７】
前記制御装置は、
前記デフロストモード時、
前記凝縮器と前記除湿用熱交換器とが連通し、前記除湿用熱交換器と前記膨張弁とが連通するように前記流路切替手段を制御し、冷媒の流路を、前記凝縮器で凝縮された冷媒が前記除湿用熱交換器を介して前記冷却器に流れる流路に切り替えるものである
請求項５または６に記載の冷凍システム。
【請求項８】
前記制御装置は、
前記除湿モード、および、前記デフロストモードに加え、通常モードを有し、
前記通常モード時、
前記凝縮器と前記膨張弁とが連通し、前記冷却器と前記圧縮機の吸入側とが連通するように前記流路切替手段を制御し、冷媒の流路を、前記凝縮器で凝縮された冷媒が前記除湿用熱交換器を介さずに前記冷却器に流れる流路に切り替えるものである
請求項５〜７のいずれか一項に記載の冷凍システム。
【請求項９】
前記流路切替手段は、第一流路切替弁および第二流路切替弁で構成されており、
前記除湿用熱交換器の一端は、前記第二流路切替弁と配管接続されており、前記除湿用熱交換器の他端は、前記膨張弁と冷媒配管で接続されており、前記第一流路切替弁と前記第二流路切替弁とは配管接続されている
請求項１、２、５〜７のいずれか一項に記載の冷凍システム。
【請求項１０】
前記膨張弁を二つ備え、
一方の前記膨張弁は、前記冷却器の一端と配管接続されており、
他方の前記膨張弁は、前記冷却器の他端と配管接続されている
請求項１〜９のいずれか一項に記載の冷凍システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除湿機能を備えた冷凍システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、運転効率を向上させるため、デフロスト運転を不要としつつ、吸熱器の着霜を回避した空気調和装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
特許文献１に記載の空気調和装置では、除湿効果のある吸着剤を吸熱器の風上に配置することで冷却器の着霜を回避している。この空気調和装置は、例えば冷凍倉庫に適用されるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２４１６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の空気調和装置は、放熱器で加熱された空気を利用して、吸着剤から水分を脱着させており、その際に加湿された空気を冷凍倉庫外に排出する必要がある。しかしながら、冷凍倉庫への空気の出し入れは庫内温度が上昇するため運転効率の観点から望ましくない。【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、加湿された空気を室外に排出することなく、運転効率を向上させた冷凍システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る冷凍システムは、圧縮機、凝縮器、流路切替手段、除湿用熱交換器、膨張弁、および、冷却器が配管接続された冷媒回路を備え、前記流路切替手段は、冷媒の流路を、少なくとも、前記凝縮器で凝縮された冷媒が前記除湿用熱交換器を介して前記冷却器に流れる第一流路、および、前記冷却器で蒸発された冷媒が前記除湿用熱交換器を介して前記圧縮機に流れる第二流路、のいずれかに切り替えるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る冷凍システムによれば、加湿された空気を室外に排出することなく、運転効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷凍システムの構成を説明する概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る冷凍システムの制御装置の機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る冷凍システムの動作時の制御フローを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る冷凍システムの通常モード時における冷媒の流れの一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る冷凍システムの除湿モード時における冷媒の流れの一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る冷凍システムのデフロストモード時における冷媒の流れの一例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る冷凍システムの構成を説明する概略図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る冷凍システムの動作時の制御フローを示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る冷凍システムの除湿モード時における冷媒の流れの一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る冷凍システムのデフロストモード時における冷媒の流れの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍システム１００の構成を説明する概略図である。
以下、図１を用いて本実施の形態１に係る冷凍システム１００の構成について説明する。なお、本実施の形態１では、冷凍システム１００を冷凍倉庫に適用した例について説明する。
【００１２】
（機器構成）
本実施の形態１に係る冷凍システム１００は、圧縮機１、凝縮器２、流路切替手段、除湿用熱交換器１１、膨張弁９、および、冷却器１０が冷媒配管で接続された冷媒回路を備えている。また、室外ユニット３０ａと、除湿ユニット４０ａと、冷却ユニット５０ａとを備え、室外ユニット３０ａと冷却ユニット５０ａとは除湿ユニット４０ａを介して冷媒配管で接続されている。
【００１３】
室外ユニット３０ａは、圧縮機１と凝縮器２とを有し、それらが冷媒配管で接続されている。除湿ユニット４０ａは、除湿用熱交換器１１と流路切替手段とを有している。本実施の形態１において、流路切替手段は、複数の電磁弁であり、第一電磁弁３、第二電磁弁４、第三電磁弁５、第四電磁弁６、第五電磁弁７、および、第六電磁弁８で構成されている。
【００１４】
除湿用熱交換器１１は、例えば冷媒配管と金属板とで構成されている。冷媒配管と金属板とは、例えば溶接または圧着（かしめ）によって接合されている。除湿用熱交換器１１の冷媒配管に冷媒が流れることで、その冷媒と空気とが熱交換を行い、冷媒が冷却または加熱され、除湿用熱交換器１１自体も冷却または加熱される。除湿用熱交換器１１は、冷却面が縦向きとなっており、つまり冷却面が鉛直方向を向いており、冷却面に付着した霜または水滴などが落下しやすくなっている。
【００１５】
また、除湿用熱交換器１１の下方には、除湿用熱交換器１１から落下した霜または水滴などを受ける霜受容器１３が設けられている。霜受容器１３は、霜または水滴などを収容する容器である。霜受容器１３は、例えば除湿ユニット４０ａの内部の着脱が容易な位置に設けられている。なお、霜受容器１３は、除湿ユニット４０ａの内部ではなく外部に設けられていてもよく、除湿ユニット４０ａの外部に設けられることで、作業者が霜受容器１３に溜まった霜または水滴などを冷凍倉庫の外部に運び出すことが容易となる。
【００１６】
本実施の形態１に係る冷凍システム１００は、例えば除湿用熱交換器１１のデフロストが完了した後に、音または表示などによる報知手段１６（後述する図２参照）によって、除湿用熱交換器１１のデフロストが完了した旨を報知するようになっている。そして、報知手段１６により除湿用熱交換器１１のデフロストが完了した旨が報知されたら、報知を受けた作業者が、霜受容器１３に溜まった霜または水などを、冷凍倉庫の外部に運び出す。なお、報知手段１６は、例えばブザー、スピーカー、ＬＥＤ、表示画面などである。
【００１７】
上記の構成により、従来では必要であったドレイン配管工事、配管凍結防止のヒータ、および、断熱材加工が不要となり、省工事性を実現することができる。
【００１８】
なお、除湿用熱交換器１１については、フィンチューブを用いたものも想定される。その場合、フィンピッチを冷却器１０よりも広く形成することにより、除湿用熱交換器１１に着霜させる着霜量を多くすることができ、除湿用熱交換器１１の除霜を短時間で実行することができる。
【００１９】
除湿用熱交換器１１の一端は、第一電磁弁３の一端および第二電磁弁４の一端とそれぞれ冷媒配管で接続されており、除湿用熱交換器１１の他端は、第三電磁弁５の一端および第四電磁弁６の一端とそれぞれ冷媒配管で接続されている。
【００２０】
また、第五電磁弁７の一端は第一電磁弁３の他端と冷媒配管で接続されており、第五電磁弁７の他端は第三電磁弁５の他端と冷媒配管で接続されている。また、第六電磁弁８の一端は第二電磁弁４の他端と冷媒配管で接続されており、第四電磁弁６の他端は第四電磁弁６の他端と冷媒配管で接続されている。冷却ユニット５０ａは、膨張弁９と冷却器１０とを有し、それらが冷媒配管で接続されている。
【００２１】
室外ユニット３０ａと除湿ユニット４０ａとの間は、凝縮器２と、第一電磁弁３および第五電磁弁７とが接続されており、さらに、圧縮機１の吸入側と、第二電磁弁４および第六電磁弁８とが接続されている。また、除湿ユニット４０ａと冷却ユニット５０ａとの間は、第三電磁弁５および第五電磁弁７と、膨張弁９とが接続されており、さらに、冷却器１０と、第四電磁弁６および第六電磁弁８とが接続されている。
【００２２】
図２は、本発明の実施の形態１に係る冷凍システム１００の制御装置６０ａの機能ブロック図である。
本実施の形態１に係る冷凍システム１００は、制御装置６０ａと、除湿用熱交換器１１の温度を検知するセンサ７０と、冷凍システム１００の遠隔操作を行うリモコン７１と、制御装置６０ａ内外に設けられ冷凍システム１００の操作を行うスイッチ７２とを備えている。
【００２３】
制御装置６０ａは、通常モード、除湿モード、および、デフロストモードを有し、各モードに応じて流路切替手段などを制御する。また、制御装置６０ａは、デフロスト判定手段６１と、除湿判定手段６２と、能力判定手段６３と、運転制御手段６４とを備えている。
【００２４】
デフロスト判定手段６１は、運転中にセンサ７０、リモコン７１、スイッチ７２などから情報を取得し、除湿用熱交換器１１のデフロスト要否を判定する。なお、除湿用熱交換器１１のデフロスト要否の判定方法としては、除湿用熱交換器１１の着霜状態を検知できる方法であればどのような方法を採用してもよい。
【００２５】
例えばデフロスト判定手段６１は、センサ７０が検知した除湿用熱交換器１１の温度があらかじめ設定された閾値以下であったら、除湿用熱交換器１１が着霜しており、除湿用熱交換器１１のデフロストが必要であると判定してもよい。また、デフロスト判定手段６１は、リモコン７１またはスイッチ７２からのデフロスト指令があったら、除湿用熱交換器１１が着霜しており、除湿用熱交換器１１のデフロストが必要であると判定してもよい。なお、除湿用熱交換器１１のデフロスト要否の判定方法については、公知技術を用いることができる。
【００２６】
除湿判定手段６２は、運転中にセンサ７０、リモコン７１、スイッチ７２などから情報を取得し、冷凍倉庫内の除湿要否を判定する。冷凍倉庫内の除霜要否の判定方法は、冷凍倉庫内の湿度を検知できる方法であればどのような方法を採用してもよい。
【００２７】
例えば除湿判定手段６２は、センサ７０が検知した除湿用熱交換器１１の温度があらかじめ設定された閾値以上であったら、冷凍倉庫内の除湿が必要であると判定してもよい。また、除湿判定手段６２は、リモコン７１またはスイッチ７２からの除湿指令があったら、冷凍倉庫内の除湿が必要であると判定してもよい。なお、冷凍倉庫内の除霜要否の判定方法については公知技術を用いることができる。
【００２８】
能力判定手段６３は、センサ７０から取得した情報に基づいて、能力条件および能力限界条件が満たされるか否かを判定する。ここで、能力条件とは、室外ユニット３０ａの凝縮能力が冷却ユニット５０ａの必要蒸発能力を上回る条件のことである。
【００２９】
運転制御手段６４は、除湿ユニット４０ａおよび冷却ユニット５０ａの主な運転制御を行う。具体的には、各モード、または、デフロスト判定手段６１、除湿判定手段６２、および、能力判定手段６３の各判定結果に応じて、流路切替手段、報知手段１６、および、膨張弁９を制御する。また、運転制御手段６４は、室外ユニット３０ａとの通信により、例えば冷却ユニット５０ａの冷却運転、冷却停止などを示す情報である運転情報を取得し、保持する。
【００３０】
（動作）
図３は、本発明の実施の形態１に係る冷凍システム１００の動作時の制御フローを示す図であり、図４は、本発明の実施の形態１に係る冷凍システム１００の通常モード時における冷媒の流れの一例を示す図であり、図５は、本発明の実施の形態１に係る冷凍システム１００の除湿モード時における冷媒の流れの一例を示す図であり、図６は、本発明の実施の形態１に係る冷凍システム１００のデフロストモード時における冷媒の流れの一例を示す図である。なお、図４〜図６中の矢印は、冷媒の流れを示している。
【００３１】
以下、図３〜図６を用いて本実施の形態１に係る冷凍システム１００の制御フローについて説明する。
電源投入後（ステップＳ１０１）、運転制御手段６４は、図４に示すように、凝縮器２と膨張弁９とが連通し、冷却器１０と圧縮機１の吸入側とが連通するように、各電磁弁を開閉する。具体的には、運転制御手段６４は、第一電磁弁３と、第二電磁弁４と、第三電磁弁５と、第四電磁弁６とを閉状態にし、第五電磁弁７と、第六電磁弁８とを開状態にする（ステップＳ１０２）。このように、除湿ユニット４０ａ内の冷媒の流路を、室外ユニット３０ａからの冷媒が除湿用熱交換器１１を介さずに冷却ユニット５０ａに流れる流路にすることで、通常モード時における冷媒回路構成となる。
【００３２】
ステップＳ１０２の後、除湿判定手段６２は、冷凍倉庫内の除湿が必要であるかどうかを判定する（ステップＳ１０３）。除湿判定手段６２は、冷凍倉庫内の除湿が必要ないと判定した場合（ステップＳ１０３のＮｏ）、再度ステップＳ１０３を実行する。一方、除湿判定手段６２は、冷凍倉庫内の除湿が必要であると判定した場合（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、ステップＳ１０４に進む。
【００３３】
ステップＳ１０４において、運転制御手段６４は、図５に示すように、冷却器１０と除湿用熱交換器１１とが連通し、除湿用熱交換器１１と圧縮機１の吸入側とが連通するように、各電磁弁を開閉する。具体的には、運転制御手段６４は、第一電磁弁３と、第三電磁弁５と、第六電磁弁８とを閉状態にし、第二電磁弁４と、第四電磁弁６と、第五電磁弁７とを開状態にする。このように、除湿ユニット４０ａ内の冷媒の流路を、冷却ユニット５０ａからの冷媒が除湿用熱交換器１１を介して室外ユニット３０ａに流れる流路にすることで、除湿モード時における冷媒回路構成となる。この冷媒回路構成により、冷却器１０を通った後の冷たい冷媒が除湿用熱交換器１１を通り、冷却することで除湿用熱交換器１１への着霜を促し、冷凍倉庫内の除湿を実現する。
【００３４】
ステップＳ１０４の後、除湿判定手段６２は、冷凍倉庫内の除湿が完了したかどうかを判定する（ステップＳ１０５）。除湿判定手段６２は、冷凍倉庫内の除湿が完了したと判定した場合（ステップＳ１０５のＹｅｓ）、ステップＳ１０２に戻る。一方、除湿判定手段６２は、冷凍倉庫内の除湿が完了していないと判定した場合（ステップＳ１０５のＮｏ）、ステップＳ１０６に進む。
【００３５】
ステップＳ１０６において、デフロスト判定手段６１は、除湿用熱交換器１１のデフロストが必要であるかどうかを判定する。デフロスト判定手段６１は、除湿用熱交換器１１のデフロストが必要ないと判定した場合（ステップＳ１０６のＮｏ）、ステップＳ１０５に戻る。一方、デフロスト判定手段６１は、除湿用熱交換器１１のデフロストが必要であると判定した場合（ステップＳ１０６のＹｅｓ）、ステップＳ１０７に進む。
【００３６】
ステップＳ１０７において、運転制御手段６４は、図６に示すように、凝縮器２と除湿用熱交換器１１とが連通し、除湿用熱交換器１１と膨張弁９とが連通するように各電磁弁を開閉する。具体的には、運転制御手段６４は、第二電磁弁４と、第四電磁弁６と、第五電磁弁７とを閉状態にし、第一電磁弁３と、第三電磁弁５と、第六電磁弁８とを開状態にする。このように、除湿ユニット４０ａ内の冷媒の流路を、室外ユニット３０ａからの冷媒が除湿用熱交換器１１を介して冷却ユニット５０ａに流れる流路にすることで、デフロストモード時における冷媒回路構成となる。この冷媒回路構成により、凝縮器２を通った後の温かい冷媒が除湿用熱交換器１１を通り、加熱することで除湿用熱交換器１１のデフロストを実現する。
【００３７】
なお、除湿用熱交換器１１のデフロストにより、除湿用熱交換器１１の冷却面に付着した霜または水滴などが落下するが、その落下した霜または水滴などは、除湿用熱交換器１１の下方に設けられた霜受容器１３に収容される。
【００３８】
ステップＳ１０７の後、デフロスト判定手段６１は、除湿用熱交換器１１のデフロストが完了したかどうかを判定する（ステップＳ１０８）。デフロスト判定手段６１は、除湿用熱交換器１１のデフロストが完了していないと判定した場合（ステップＳ１０８のＮｏ）、再度ステップＳ１０８を実行する。一方、デフロスト判定手段６１は、除湿用熱交換器１１のデフロストが完了したと判定した場合（ステップＳ１０８のＹｅｓ）、運転制御手段６４は、報知手段１６により除湿用熱交換器１１のデフロストが完了した旨を報知し（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０２に戻る。
【００３９】
なお、報知を受けた作業者は、霜受容器１３に溜まった霜または水などを冷凍倉庫の外部に運び出す。また、除湿用熱交換器１１のデフロストが完了した旨の報知は、報知を受けた作業者が報知を止めるようになっている。また、除湿用熱交換器１１のデフロストが完了した旨の報知は省略されてもよく、定期点検を行う作業者が、霜受容器１３に溜まった霜または水などを冷凍倉庫の外部に運び出すようにしてもよい。
【００４０】
また、運転制御手段６４は、能力判定手段６３の判定結果に応じて膨張弁９の開度を変化させる。
【００４１】
以上のように、本実施の形態１に係る冷凍システム１００は、圧縮機１、凝縮器２、流路切替手段、除湿用熱交換器１１、膨張弁９、および、冷却器１０が配管接続された冷媒回路を備え、流路切替手段は、冷媒の流路を、少なくとも、凝縮器２で凝縮された冷媒が除湿用熱交換器１１を介して冷却器１０に流れる第一流路、および、冷却器１０で蒸発された冷媒が除湿用熱交換器１１を介して圧縮機１に流れる第二流路、および、凝縮器２で凝縮された冷媒が除湿用熱交換器１１を介さずに冷却器１０に流れる第三流路、のいずれかに切り替えるものである。
【００４２】
本実施の形態１に係る冷凍システム１００は、流路切替手段である各電磁弁の開閉により除湿用熱交換器１１に流れる冷媒を制御することで、除湿用熱交換器１１による除湿および除湿用熱交換器１１のデフロストを実現している。そのため、本実施の形態１に係る冷凍システム１００によれば、加湿された空気を室外に排出することなく、運転効率を向上させることができる。
【００４３】
また、本実施の形態１に係る冷凍システム１００は、圧縮機１と凝縮器２とを有する室外ユニット３０ａと、冷却器１０と膨張弁９とを有する冷却ユニット５０ａと、除湿用熱交換器１１と流路切替手段とを有する除湿ユニット４０ａと、を備え、室外ユニット３０ａと冷却ユニット５０ａとは除湿ユニット４０ａを介して配管接続されているものである。
【００４４】
本実施の形態１に係る冷凍システム１００は、除湿ユニット４０ａがユニット化されている。そのため、既存の冷凍装置に除湿ユニット４０ａを追加するのみで、その既存の冷凍装置に除湿機能を追加することができる。
【００４５】
また、除湿ユニット４０ａを冷却ユニット５０ａ付近に配置することで、冷却器１０への着霜頻度を減らす効果が得られる。もしくは、除湿ユニット４０ａを外気が侵入しやすい冷凍倉庫の出入口付近に配置することで、冷凍倉庫内が積極的に除湿される効果が得られる。
【００４６】
実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態２について説明するが、実施の形態１と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
【００４７】
図７は、本発明の実施の形態２に係る冷凍システム１００ａの構成を説明する概略図である。
以下、図７を用いて本実施の形態２に係る冷凍システム１００ａの構成について説明する。なお、本実施の形態２では、冷凍システム１００ａを冷凍倉庫に適用した例について説明する。
【００４８】
（機器構成）
本実施の形態２に係る冷凍システム１００ａは、圧縮機１、凝縮器２、流路切替手段、除湿用熱交換器１１、第一膨張弁９ａ、冷却器１０、および、第二膨張弁１２が冷媒配管で接続された冷媒回路を備えている。また、室外ユニット３０ａと、除湿ユニット４０ａと、冷却ユニット５０ａとを備え、室外ユニット３０ａと冷却ユニット５０ａとは除湿ユニット４０ａを介して冷媒配管で接続されている。
【００４９】
室外ユニット３０ａは、圧縮機１と凝縮器２とを有し、それらが冷媒配管で接続されている。除湿ユニット４０ａは、除湿用熱交換器１１と流路切替手段とを有している。本実施の形態２において、流路切替手段は、複数の流路切替弁であり、第一流路切替弁１４および第二流路切替弁１５で構成されている。
【００５０】
除湿用熱交換器１１の一端は、第二流路切替弁１５と冷媒配管で接続されており、除湿用熱交換器１１の他端は、冷却ユニット５０ａの第一膨張弁９ａと冷媒配管で接続されている。また、第一流路切替弁１４と第二流路切替弁１５とが冷媒配管で接続されている。冷却ユニット５０ａは、第一膨張弁９ａと冷却器１０と第二膨張弁１２とを有し、第一膨張弁９ａ、冷却器１０、第二膨張弁１２が冷媒配管で順次接続されている。
【００５１】
室外ユニット３０ａと除湿ユニット４０ａとの間は、凝縮器２と第一流路切替弁１４とが接続されており、さらに、圧縮機１の吸入側と第二流路切替弁１５とが接続されている。また、除湿ユニット４０ａと冷却ユニット５０ａとの間は、除湿用熱交換器１１と第一膨張弁９ａとが接続されており、さらに、第二膨張弁１２と第一流路切替弁１４とが接続されている。
【００５２】
なお、本実施の形態２では、流路切替手段による冷媒制御を行うため、冷凍システム１００ａの各モードに応じて冷却器１０を通る冷媒方向が変わる。そこで、図７に示すように第一流路切替弁１４と冷却器１０との間に第二膨張弁１２を設けることで、どちらの冷媒方向にも対応可能となる。
【００５３】
本実施の形態２に係る冷凍システム１００ａは、制御装置６０ａを備えているが、制御装置６０ａの機能ブロックは、実施の形態１で説明した図２と同様であるため、説明を省略する。
【００５４】
（動作）
図８は、本発明の実施の形態２に係る冷凍システム１００ａの動作時の制御フローを示す図であり、図９は、本発明の実施の形態２に係る冷凍システム１００ａの除湿モード時における冷媒の流れの一例を示す図であり、図１０は、本発明の実施の形態２に係る冷凍システム１００ａのデフロストモード時における冷媒の流れの一例を示す図である。なお、図９および図１０中の矢印は、冷媒の流れを示している。
【００５５】
以下、図８〜図１０を用いて本実施の形態２に係る冷凍システム１００ａの制御フローについて説明する。
電源投入後（ステップＳ２０１）、運転制御手段６４は、図９に示すように、凝縮器２と第二膨張弁１２とが連通するように第一流路切替弁１４を切り替える。また、運転制御手段６４は、圧縮機１の吸入側と除湿用熱交換器１１とが連通するように第二流路切替弁１５を切り替える。そして、第一膨張弁９ａおよび第二膨張弁１２をともに絞る（ステップＳ２０２）。
【００５６】
このように、除湿ユニット４０ａ内の冷媒の流路を、冷却ユニット５０ａからの冷媒が除湿用熱交換器１１を介して室外ユニット３０ａに流れる流路にすることで、除湿モード時における冷媒回路構成となる。この冷媒回路構成により、冷却器１０を通った後の冷たい冷媒が第一膨張弁９ａで減圧されることでさらに冷たくなった後、除湿用熱交換器１１を通り、冷却することで除湿用熱交換器１１への着霜を促し、冷凍倉庫内の除湿を実現する。なお、上記のように、第一膨張弁９ａは、除湿モード時では冷媒の蒸発温度を調整する役割を果たしている。
【００５７】
ステップＳ２０２の後、除湿判定手段６２は、冷凍倉庫内の除湿が完了したかどうかを判定する（ステップＳ２０３）。除湿判定手段６２は、冷凍倉庫内の除湿が完了したと判定した場合（ステップＳ２０３のＹｅｓ）、ステップＳ２０２に戻る。一方、除湿判定手段６２は、冷凍倉庫内の除湿が完了していないと判定した場合（ステップＳ２０３のＮｏ）、ステップＳ２０４に進む。
【００５８】
ステップＳ２０４において、デフロスト判定手段６１は、除湿用熱交換器１１のデフロストが必要であるかどうかを判定する。デフロスト判定手段６１は、除湿用熱交換器１１のデフロストが必要ないと判定した場合（ステップＳ２０４のＮｏ）、ステップＳ２０３に戻る。一方、デフロスト判定手段６１は、除湿用熱交換器１１のデフロストが必要であると判定した場合（ステップＳ２０４のＹｅｓ）、ステップＳ２０５に進む。
【００５９】
ステップＳ２０５において、運転制御手段６４は、図１０に示すように、凝縮器２と第二流路切替弁１５、および、第二膨張弁１２と第二流路切替弁１５がそれぞれ連通するように第一流路切替弁１４を切り替える。また、運転制御手段６４は、除湿用熱交換器１１と第一流路切替弁１４、および、圧縮機１の吸入側と第一流路切替弁１４がそれぞれ連通するように第二流路切替弁１５を切り替える。そして、第一膨張弁９ａを絞り、第二膨張弁１２を全開にする。
【００６０】
つまり、運転制御手段６４は、凝縮器２と除湿用熱交換器１１とが連通し、第二膨張弁１２と圧縮機１の吸入側とが連通するように、第一流路切替弁１４および第二流路切替弁１５をそれぞれ切り替える。
【００６１】
このように、除湿ユニット４０ａ内の冷媒の流路を、室外ユニット３０ａからの冷媒が除湿用熱交換器１１を介して冷却ユニット５０ａに流れる流路にすることで、デフロストモード時における冷媒回路構成となる。この冷媒回路構成により、凝縮器２を通った後の温かい冷媒が除湿用熱交換器１１を通り、加熱することで除湿用熱交換器１１のデフロストを実現する。除湿用熱交換器１１を通った温かい冷媒を第一膨張弁９ａで減圧させることで、冷却器１０に冷たい冷媒を流すことができる。なお、冷却器１０を通った冷媒は第二膨張弁１２で減圧されることなく圧縮機１に戻る。
【００６２】
ステップＳ２０５の後、デフロスト判定手段６１は、除湿用熱交換器１１のデフロストが完了したかどうかを判定する（ステップＳ２０６）。デフロスト判定手段６１は、除湿用熱交換器１１のデフロストが完了していないと判定した場合（ステップＳ２０６のＮｏ）、再度ステップＳ２０６を実行する。一方、デフロスト判定手段６１は、除湿用熱交換器１１のデフロストが完了したと判定した場合（ステップＳ２０６のＹｅｓ）、運転制御手段６４は、報知手段１６により除湿用熱交換器１１のデフロストが完了した旨を報知し（ステップＳ２０７）、ステップＳ２０２に戻る。
【００６３】
なお、運転制御手段６４は、能力判定手段６３の判定結果に応じて第一膨張弁９ａおよび第二膨張弁１２の開度を変化させる。
【００６４】
また、本実施の形態２では、制御装置６０ａは、除湿モード、および、デフロストモードのみを有し、実施の形態１のように、除湿ユニット４０ａ内の冷媒の流路を、室外ユニット３０ａからの冷媒が除湿用熱交換器１１を介さずに冷却ユニット５０ａに流れる流路にする通常モードは有していない。
【００６５】
以上のように、本実施の形態２に係る冷凍システム１００ａは、圧縮機１、凝縮器２、流路切替手段、除湿用熱交換器１１、第一膨張弁９ａ、および、冷却器１０が冷媒配管で接続された冷媒回路を備え、流路切替手段は、冷媒の流路を、少なくとも、凝縮器２で凝縮された冷媒が除湿用熱交換器１１を介して冷却器１０に流れる第一流路、および、冷却器１０で蒸発された冷媒が除湿用熱交換器１１を介して圧縮機１に流れる第二流路、のいずれかに切り替えるものである。
【００６６】
本実施の形態２に係る冷凍システム１００ａは、流路切替手段である各流路切替弁の切り替えにより除湿用熱交換器１１に流れる冷媒を制御することで、除湿用熱交換器１１による除湿および除湿用熱交換器１１のデフロストを実現している。そのため、本実施の形態２に係る冷凍システム１００ａによれば、加湿された空気を室外に排出することなく、運転効率を向上させることができる。
【００６７】
また、本実施の形態２に係る冷凍システム１００ａは、圧縮機１と凝縮器２とを有する室外ユニット３０ａと、冷却器１０と第一膨張弁９ａとを有する冷却ユニット５０ａと、除湿用熱交換器１１と流路切替手段とを有する除湿ユニット４０ａと、を備え、室外ユニット３０ａと冷却ユニット５０ａとは除湿ユニット４０ａを介して冷媒配管で接続されているものである。
【００６８】
本実施の形態２に係る冷凍システム１００ａは、実施の形態１と同様に、除湿ユニット４０ａがユニット化されている。そのため、既存の冷凍装置に除湿ユニット４０ａを追加するのみで、その既存の冷凍装置に除湿機能を追加することができる。
【００６９】
また、本実施の形態２に係る冷凍システム１００ａは、膨張弁を二つ備え、第一膨張弁９ａは、冷却器１０の一端と配管接続されており、第二膨張弁１２は、冷却器１０の他端と配管接続されているものである。そのため、第二膨張弁１２は、除湿モード時において、冷媒の蒸発温度を調整する役割を果たし、第二膨張弁１２によって除湿用熱交換器１１に積極的に着霜させることができる。
【００７０】
また、実施の形態１と同様に、除湿ユニット４０ａを冷却ユニット５０ａ付近に配置することで、冷却器１０への着霜頻度を減らす効果が得られる。もしくは、除湿ユニット４０ａを外気が侵入しやすい冷凍倉庫の出入口付近に配置することで、冷凍倉庫内が積極的に除湿される効果が得られる。
【００７１】
なお、実施の形態１において、第四電磁弁６を膨張弁に変更してもよい。そうすることで、その膨張弁は、除湿モード時において、実施の形態２における第一膨張弁９ａのように、冷媒の蒸発温度を調整する役割を果たすようになるため、その膨張弁によって除湿用熱交換器１１に積極的に着霜させることができる。
【００７２】
また、実施の形態２における第二膨張弁１２を実施の形態１に係る冷凍システム１００ａに設けてもよい。なお、第二膨張弁１２を設ける位置は、実施の形態２と同様、冷却器１０と除湿ユニット４０ａとの間である。そうすることで、第二膨張弁１２は、除湿モード時において、実施の形態２における第一膨張弁９ａのように、冷媒の蒸発温度を調整する役割を果たすようになるため、第二膨張弁１２によって除湿用熱交換器１１に積極的に着霜させることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１  圧縮機、２  凝縮器、３  第一電磁弁、４  第二電磁弁、５  第三電磁弁、６  第四電磁弁、７  第五電磁弁、８  第六電磁弁、９  膨張弁、９ａ  第一膨張弁、１０  冷却器、１１  除湿用熱交換器、１２  第二膨張弁、１３  霜受容器、１４  第一流路切替弁、１５  第二流路切替弁、１６  報知手段、３０ａ  室外ユニット、４０ａ  除湿ユニット、５０ａ  冷却ユニット、６０ａ  制御装置、６１  デフロスト判定手段、６２  除湿判定手段、６３  能力判定手段、６４  運転制御手段、７０  センサ、７１  リモコン、７２  スイッチ、１００  冷凍システム、１００ａ  冷凍システム。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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