(57)【要約】【課題】コストを抑えつつ、省エネルギー性能を向上させることができる冷凍装置を提供する。【解決手段】冷凍装置１は、熱媒体液を貯留する液槽２と、冷媒が循環する冷媒循環流路（冷媒配管３ｅ）を有し、液槽２内の熱媒体液と冷媒循環流路を流れる冷媒との熱交換により、液槽２内の熱媒体液を冷やす冷凍機３と、冷媒が循環する冷媒循環流路（冷媒配管４ｅ）をそれぞれ有し、液槽２内の熱媒体液と冷媒循環流路を流れる冷媒との熱交換により、その冷媒循環流路を流れる冷媒を過冷却する複数の冷凍機４とを備える。これにより、コストを抑えつつ、省エネルギー性能を向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体液を貯留する液槽と、
冷媒が循環する冷媒循環流路を有し、前記液槽内の熱媒体液と前記冷媒循環流路を流れる冷媒との熱交換により、前記液槽内の熱媒体液を冷やす冷凍機と、
冷媒が循環する冷媒循環流路をそれぞれ有し、前記液槽内の熱媒体液と前記冷媒循環流路を流れる冷媒との熱交換により、その冷媒循環流路を流れる冷媒を過冷却する複数の冷凍機と、
を備えることを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記熱媒体液を冷やす冷凍機は、季節に応じて、前記液槽内の熱媒体液と熱交換を行う冷媒の温度を変更することを特徴とする請求項１記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記液槽内の熱媒体液の温度を検出する温度検出器を備え、
前記冷媒を過冷却する冷凍機は、前記温度検出器により検出された前記液槽内の熱媒体液の温度に応じて前記冷媒の過冷却を制限することを特徴とする請求項１又は２記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記熱媒体液を冷やす冷凍機は圧縮機を有しており、その圧縮機をインバータ制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記熱媒体液を冷やす冷凍機は、馬力が前記冷媒を過冷却する冷凍機より小さく冷蔵を行う小型中温冷凍機であり、
前記冷媒を過冷却する冷凍機は、冷凍を行う低温冷凍機であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記液槽は、前記冷媒を過冷却する冷凍機ごとに、熱媒体液を貯留する液室を有しており、
前記熱媒体液を冷やす冷凍機は、前記液室ごとに、前記液室内の熱媒体液と前記冷媒循環流路を流れる冷媒との熱交換を行う熱交換器を有しており、
前記冷媒を過冷却する冷凍機は、前記液室内の熱媒体液と前記冷媒循環流路を流れる冷媒との熱交換を行う熱交換器を有していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一に記載の冷凍装置。
【請求項７】
前記熱媒体液を冷やす冷凍機は、前記冷媒を過冷却する冷凍機ごとの冷却負荷に応じ、前記液室ごとにその液室内の熱媒体液の温度を調整することを特徴とする請求項６記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍装置に関し、例えば、各種店舗において商品を冷却する冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スーパーマーケットやコンビニエンスストアなどの各種店舗においては、冷蔵食品や冷凍食品、生鮮食品などの商品陳列のため、ショーケースや冷蔵庫などを冷却する冷凍機が用いられている。この冷凍機は、通常、圧縮機や凝縮器、受液器などを備えており、ショーケースや冷蔵庫の蒸発器に冷媒を送り、熱交換によって各種商品を冷却する。
【０００３】
このような冷凍機において省エネルギー化が望まれている。例えば、液冷媒を過冷却して冷凍機の冷凍能力を向上させ、省エネルギー化を実現する技術が開発されている。この技術としては、氷蓄熱システムや過冷却システムなどが提案されている（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。
【０００４】
氷蓄熱システムでは、夜間に冷凍機の余剰能力でブライン（不凍液）を冷やし、そのブラインにより製氷を行い、その後、昼間に氷によりブラインを冷やし、そのブラインにより液冷媒を冷却する。また、過冷却システムでは、効率の良い小型中温冷凍機で低温冷凍機の液冷媒を直接過冷却する。なお、省エネルギー化に加え、省ランニングコスト化を図る店舗では、氷蓄熱システム及び過冷却システムのどちらか一方を導入することが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１２２６０８号公報
【特許文献２】特開２００８−８２６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、氷蓄熱システムにおいては、店舗全体を賄うシステムを構築すると、イニシャルコスト（機器費＋工事費）が高くなってしまう。また、大型店舗では、前述のブラインを用いる間接冷却方式の氷蓄熱システムを採用することが多いが、この場合には、大型の循環ポンプが必須となるため、やはりイニシャルコストが高くなってしまう。また、直接冷却方式の氷蓄熱システムに比べ、熱交換ロスも大きくなってしまう。
【０００７】
一方、液冷媒を直接過冷却する過冷却システムでは、二つの冷凍機（過冷却専用の小型中温冷凍機と過冷却対象の低温冷凍機）の法定冷凍トンの合算値が２０トン未満（例えば、冷媒がフロンガスである場合）となるように冷凍機の選定が行われる。これは、二つの冷凍機（冷媒が共通）の法定冷凍トンの合算値が２０トン以上となると、高圧ガス法に基づく手続きが必要となるためである。このような冷凍機の選定が行われると、過冷却を行う冷凍機の馬力が制限されるため、省エネルギー性能が低下してしまう。
【０００８】
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、その目的は、コストを抑えつつ、省エネルギー性能を向上させることができる冷凍装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る冷凍装置は、熱媒体液を貯留する液槽と、冷媒が循環する冷媒循環流路を有し、液槽内の熱媒体液と冷媒循環流路を流れる冷媒との熱交換により、液槽内の熱媒体液を冷やす冷凍機と、冷媒が循環する冷媒循環流路をそれぞれ有し、液槽内の熱媒体液と冷媒循環流路を流れる冷媒との熱交換により、その冷媒循環流路を流れる冷媒を過冷却する複数の冷凍機とを備える。
【００１０】
また、前述の本発明に係る冷凍装置において、熱媒体液を冷やす冷凍機は、季節に応じて、液槽内の熱媒体液と熱交換を行う冷媒の温度を変更することが望ましい。
【００１１】
また、前述の本発明に係る冷凍装置において、液槽内の熱媒体液の温度を検出する温度検出器を備え、冷媒を過冷却する冷凍機は、温度検出器により検出された液槽内の熱媒体液の温度に応じて冷媒の過冷却を制限することが望ましい。
【００１２】
また、前述の本発明に係る冷凍装置において、熱媒体液を冷やす冷凍機は圧縮機を有しており、その圧縮機をインバータ制御することが望ましい。
【００１３】
また、前述の本発明に係る冷凍装置において、熱媒体液を冷やす冷凍機は、馬力が冷媒を過冷却する冷凍機より小さく冷蔵を行う小型中温冷凍機であり、冷媒を過冷却する冷凍機は冷凍を行う低温冷凍機であることが望ましい。
【００１４】
また、前述の本発明に係る冷凍装置において、液槽は、冷媒を過冷却する冷凍機ごとに、熱媒体液を貯留する液室を有しており、熱媒体液を冷やす冷凍機は、液室ごとに、液室内の熱媒体液と冷媒循環流路を流れる冷媒との熱交換を行う熱交換器を有しており、冷媒を過冷却する冷凍機は、液室内の熱媒体液と冷媒循環流路を流れる冷媒との熱交換を行う熱交換器を有していることが望ましい。
【００１５】
また、前述の本発明に係る冷凍装置において、熱媒体液を冷やす冷凍機は、冷媒を過冷却する冷凍機ごとの冷却負荷に応じ、液室ごとにその液室内の熱媒体液の温度を調整することが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る冷凍装置によれば、液槽内の熱媒体液が一台の冷凍機により冷やされ、その液槽内の熱媒体液により各冷凍機の冷媒が過冷却される。すなわち、一台の冷凍機によって液槽内の熱媒体液を介して各冷凍機の冷媒を過冷却することが可能となる。これにより、間接冷却方式の氷蓄熱システムで必須となる循環ポンプが不要となり、さらに、液冷媒を直接過冷却する過冷却システムに比べ、熱媒体液を冷やす冷凍機の馬力を大きくすることができる。その結果、コストを抑えつつ、省エネルギー性能を向上させることができる。
【００１７】
また、熱媒体液を冷やす冷凍機が季節に応じて液槽内の熱媒体液と熱交換を行う冷媒の温度を変更する場合には、例えば、季節が夏であると、季節が春や秋である場合に比べ、冷媒の温度が下げられ、また、季節が冬であると、季節が春や秋である場合に比べ、冷媒の温度が上げられる。このように季節に応じて冷媒の温度、すなわち液槽内の熱媒体液を冷やす温度を変更することによって、季節が夏であるときの冷媒の温度を四季にわたって用いる場合に比べ、熱媒体液を冷やす冷凍機の消費電力を抑えることが可能となるので、省エネルギー性能をより向上させることができる。
【００１８】
また、冷媒を過冷却する冷凍機が、温度検出器により検出された液槽内の熱媒体液の温度に応じて冷媒の過冷却を制限する場合には、例えば、液槽内の熱媒体液の温度が設定温度より高いとき、冷媒の過冷却が停止され、一方、液槽内の熱媒体液の温度が設定温度以下であるときには、冷媒の過冷却が行われる。このように液槽内の熱媒体液の温度に応じて冷媒の過冷却を制限することによって、確実な過冷却が可能となるので、省エネルギー性能を確実に向上させることができる。
【００１９】
また、熱媒体液を冷やす冷凍機が圧縮機を有しており、その圧縮機をインバータ制御する場合には、圧縮機の発停回数が少なくなるので、より省エネルギー性能を向上させることができる。
【００２０】
また、熱媒体液を冷やす冷凍機が冷蔵を行う小型中温冷凍機である場合には、大型中温や小型低温などの冷凍機を用いる場合に比べ、冷凍機の消費電力を抑えることが可能となるので、より省エネルギー性能を向上させることができる。
【００２１】
また、液槽が、冷媒を過冷却する冷凍機ごとに、熱媒体液を貯留する液室を有しており、熱媒体液を冷やす冷凍機が、液室ごとに、液室内の熱媒体液と冷媒循環流路を流れる冷媒との熱交換を行う熱交換器を有している場合には、冷凍機ごとに冷媒を過冷却することが可能となるので、各冷凍機の冷媒を確実に過冷却することができる。その結果、確実に省エネルギー性能を向上させることができる。
【００２２】
また、熱媒体液を冷やす冷凍機が、冷媒を過冷却する冷凍機ごとの冷却負荷に応じ、液室ごとにその液室内の熱媒体液の温度を調整する場合には、例えば、冷媒を過冷却する各冷凍機が、冷蔵食品や冷凍食品、生鮮食品などの冷却温度が異なる冷凍機であるときでも、その冷却負荷に応じて熱媒体液の温度を調整することによって、各冷凍機の冷媒を確実に過冷却することが可能となるので、確実に省エネルギー性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る冷凍装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す冷凍装置が行う冷却処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る冷凍装置の概略構成を示す図である。
【図４】図３に示す冷凍装置が行う冷却処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図１及び図２を参照して説明する。
【００２５】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る冷凍装置１は、熱媒体液を貯留する液槽２と、その液槽２内の熱媒体液と循環する冷媒との熱交換によりその熱媒体液を冷やすＡ系統の冷凍機３と、液槽２内の熱媒体液と循環する冷媒との熱交換によりその冷媒を過冷却するＢ系統、Ｃ系統及びＤ系統の三つの冷凍機４と、各種制御を行う制御部５とを備えている。
【００２６】
液槽２は、熱媒体液（例えば、ブライン（不凍液）や水などの液体）を貯留するタンクである。この液槽２の内部には、液槽２に貯留された熱媒体液の温度を検出する温度検出器２ａが設けられている。温度検出器２ａは、熱媒体液中であって液槽２の内壁に設けられており、制御部５に電気的に接続されている。この温度検出器２ａは、液槽２内の熱媒体液の温度を検出して制御部５に入力する。温度検出器２ａとしては、各種の温度センサを用いることが可能である。
【００２７】
Ａ系統の冷凍機３は、冷媒を圧縮する圧縮機３ａと、圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器３ｂと、冷媒を減圧する膨張弁３ｃと、減圧された冷媒と液槽２内の熱媒体液との熱交換を行う熱交換器３ｄと、それらの各部を接続する冷媒配管３ｅとを有している。この冷凍機３としては、例えば、冷蔵を行う小型中温冷凍機を用いることが可能である。
【００２８】
冷媒配管３ｅは、圧縮機３ａ、凝縮器３ｂ、膨張弁３ｃ及び熱交換器３ｄを接続して冷媒を循環させる冷媒循環流路であり、例えば、銅管などの配管により構成されている。この冷媒配管３ｅを流れる冷媒は、圧縮、凝縮、膨張及び蒸発の四工程を繰り返しながら冷媒配管３ｅを循環する。
【００２９】
詳述すると、圧縮機３ａにより圧縮された高温高圧のガス冷媒は凝縮器３ｂに流入し、その凝縮器３ｂにより冷却され、凝縮熱を放出して液化する。その後、受液器（図示せず）を経て、常温高圧の液冷媒は膨張弁３ｃに流入し、その膨張弁３ｃにより減圧されて沸点が下げられた状態となる。この状態の低温低圧の液冷媒は熱交換器３ｄにより液槽２内の熱媒体液と熱交換されて沸騰蒸発し、周囲の熱を奪って熱媒体液を冷却する。その後、蒸発した低圧ガス冷媒は圧縮機３ａに流入し、圧縮機３ａにより圧縮されて高温高圧のガス冷媒となり、これを液化するため、空気による冷却（空冷式）あるいは水による冷却（水冷式）を行う凝縮器３ｂに再び流入する。
【００３０】
冷媒配管３ｅには、開閉弁１１が設けられている。この開閉弁１１は、凝縮器３ｂと膨張弁３ｃとの間に位置付けられている。開閉弁１１としては、例えば、電磁弁などを用いることが可能である。開閉弁１１は制御部５に電気的に接続されており、その駆動が制御部５により制御される。
【００３１】
Ｂ系統、Ｃ系統及びＤ系統の各冷凍機４は、それぞれ、冷媒を圧縮する圧縮機４ａと、圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器４ｂと、冷媒と液槽２内の熱媒体液との熱交換を行う熱交換器４ｃと、冷媒の減圧及び蒸発により冷却を行う冷却機４ｄと、それらの各部を接続する冷媒配管４ｅとを有している。各冷凍機４としては、例えば、冷凍を行う低温冷凍機を用いることが可能である。
【００３２】
なお、冷却機４ｄは、冷媒を減圧する膨張弁及びその減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器を具備している。この冷却機４ｄは、例えば、各種店舗に設置されたショーケースあるいは冷蔵庫などに内蔵されている。
【００３３】
冷媒配管４ｅは、圧縮機４ａ、凝縮器４ｂ、熱交換器４ｃ及び冷却機４ｄを接続して冷媒を循環させる冷媒循環流路であり、例えば、銅管などの配管により構成されている。この冷媒配管４ｅには、冷媒循環流路のバイパスとしてバイパス配管４ｆが接続されている。このバイパス配管４ｆは、熱交換器４ｃに対して並列に設けられている。
【００３４】
この冷媒配管４ｅには開閉弁１２が設けられており、バイパス配管４ｆには開閉弁１３が設けられている。開閉弁１２は、冷媒配管４ｅ及びバイパス配管４ｆの分岐点と熱交換器４ｃとの間に設けられている。また、開閉弁１３は、冷媒配管４ｅ及びバイパス配管４ｆの分岐点とそれらの合流点、すなわちバイパス配管４ｆの途中に設けられている。各開閉弁１２、１３としては、例えば、電磁弁などを用いることが可能である。これらの開閉弁１２、１３は制御部５に電気的に接続されており、その駆動が制御部５により制御される。
【００３５】
ここで、冷媒配管４ｅを流れる冷媒は、圧縮、凝縮、膨張及び蒸発の四工程を繰り返しながら冷媒配管４ｅを循環する。ただし、開閉弁１２が開状態で、開閉弁１３が閉状態となると、冷媒は熱交換器４ｃに流れ込むため、熱交換器４ｃによる過冷却が行われる。一方、開閉弁１２が閉状態で、開閉弁１３が開状態となると、冷媒は熱交換器４ｃに流れず、過冷却が行われない。なお、過冷却とは、冷却機４ｄ内の膨張弁に入る前の液冷媒を冷却し、冷凍機４の冷凍能力を上げることである。
【００３６】
詳述すると、過冷却を行う場合には、圧縮機４ａにより圧縮された高温高圧のガス冷媒は凝縮器４ｂに流入し、その凝縮器４ｂにより冷却され、凝縮熱を放出して液化する。その常温高圧の液冷媒は熱交換器４ｃを通過する。このとき、液冷媒と液槽２内の熱媒体液との熱交換が行われ、液冷媒が冷却される。その後、冷却された液冷媒は冷却機４ｄに流入し、その冷却機４ｄ内の膨張弁により減圧されて沸点が下げられた状態となる。この状態の低温低圧の液冷媒は冷却機４ｄ内の蒸発器により沸騰蒸発し、周囲の熱を奪って冷却を行う。蒸発した低圧ガス冷媒は圧縮機４ａに流入し、圧縮機４ａにより圧縮されて常温空気により液化可能な高温高圧のガス冷媒となり、再び凝縮器４ｂに流入する。
【００３７】
一方、過冷却を行わない場合には、前述の熱交換器４ｃによる熱交換が実行されず、冷媒は凝縮器４ｂから直接、冷却機４ｄ内の膨張弁に流入する。なお、冷媒がそれぞれ循環する多数系統としては、三つの系統としてＢ系統、Ｃ系統及びＤ系統が設けられているが、これに限るものではなく、少なくとも二つ以上の系統が設けられていれば良い。
【００３８】
制御部５は、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータと、各種情報や各種プログラムなどを記憶する記憶部と、操作者からの入力操作を受け付ける操作部とを備えている。記憶部としては、メモリやハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などを用いることが可能である。この制御部５は、温度検出器２ａにより検出された液槽２内の熱媒体液の温度に応じて各開閉弁１１、１２及び１３を制御する（詳しくは、後述する）。
【００３９】
次に、前述の冷凍装置１が行う冷却処理について説明する。なお、冷凍装置１の制御部５が各種プログラム及び各種情報に基づいて冷却処理を実行する。
【００４０】
図２に示すように、まず、季節に応じて液槽２内の熱媒体液を冷やす冷媒の温度が設定される（ステップＳ１）。例えば、季節が夏である場合には、季節が春や秋である場合に比べ、冷媒温度が下げられて設定される。また、季節が冬である場合には、季節が春や秋である場合に比べ、冷媒温度が上げられて設定される。このように季節に応じて冷媒温度を変更することによって、季節が夏である場合の冷媒温度を四季にわたって用いる場合に比べ、Ａ系統の冷凍機３の消費電力を抑えることが可能となる。
【００４１】
次いで、ステップＳ１の処理後、液槽２内の熱媒体液の温度が設定温度より高いか否かが判断される（ステップＳ２）。液槽２内の熱媒体液の温度は、温度検出器２ａにより常時検出されて制御部５に入力されている。また、設定温度は、Ｂ系統、Ｃ系統及びＤ系統の各冷媒の温度より低くなるように決定されている。これにより、Ｂ系統、Ｃ系統及びＤ系統の各冷媒に対する過冷却が可能になる。
【００４２】
ステップＳ２において、液槽２内の熱媒体液の温度が設定温度より高いと判断されると（ステップＳ２のＹＥＳ）、Ｂ系統、Ｃ系統及びＤ系統の各開閉弁１２が閉じられ、各開閉弁１３が開けられる（ステップＳ３）。さらに、Ａ系統の開閉弁１１が開けられ（ステップＳ４）、その後、処理がステップＳ２から繰り返される。
【００４３】
これにより、Ｂ系統、Ｃ系統及びＤ系統では、冷媒配管４ｅを流れる冷媒は熱交換器４ｃを通過せずに冷却機４ｄに直接供給される（過冷却実行せず）。また、Ａ系統では、冷媒配管３ｅを流れる冷媒と液槽２内の熱媒体液との熱交換が液槽２内の熱交換器３ｄにより行われ、液槽２内の熱媒体液はその温度が設定温度になるまで冷却される（熱媒体液冷却）。
【００４４】
一方、ステップＳ２において、液槽２内の熱媒体液の温度が設定温度より高くない、すなわち設定温度以下であると判断されると（ステップＳ２のＮＯ）、Ｂ系統、Ｃ系統及びＤ系統の各開閉弁１３が閉じられ、各開閉弁１２が開けられる（ステップＳ５）。さらに、Ａ系統の開閉弁１１が閉じられ（ステップＳ６）、その後、処理がステップＳ２から繰り返される。
【００４５】
これにより、Ｂ系統、Ｃ系統及びＤ系統では、冷媒配管４ｅを流れる冷媒は液槽２内の熱交換器４ｃにより過冷却され、冷却機４ｄに供給されることになる（過冷却実行）。この冷媒の過冷却により、各冷凍機４の冷凍能力を向上させて省エネルギー化を実現することが可能となる。また、Ａ系統では、冷媒が冷媒配管３ｅを流れなくなり、冷媒配管３ｅ内の冷媒と液槽２内の熱媒体液との熱交換が実行されず、液槽２内の熱媒体液は冷却されなくなる（熱媒体液冷却せず）。
【００４６】
このようにして、Ｂ系統、Ｃ系統及びＤ系統では、過冷却により冷凍機４の冷凍能力が上がる。これにより、省エネルギー化のために冷凍機４の馬力を下げることが可能であり、また、冷媒充填量を減らすこともできる。また、過冷却運転を行うことでピーク時の使用電力量を下げることが可能であり、その結果、基本料金を下げることができる。また、Ａ系統の冷凍機３に対して夜間電力を使用することで、電力平準化を図ることもできる。
【００４７】
なお、前述のステップＳ６におけるＡ系統の開閉弁１１を閉じるタイミングは、ステップＳ５において各開閉弁１２が開けられた直後ではなく、時間差を設け、一定時間経過した後の方が、各制御動作が安定し好適である。すなわち、Ｂ系統、Ｃ系統及びＤ系統の過冷却が始まると、液槽２内の熱媒体液の温度が徐々に上昇するため、前述の時間差を設けることによって、ステップＳ２でのＹＥＳ／ＮＯの判断が目まぐるしく切り替わることを抑え、冷凍機３の発停及び各開閉弁１１、１２のオン／オフが煩雑になることを防ぐことができる。
【００４８】
以上説明したように、第１の実施形態によれば、液槽２内の熱媒体液がＡ系統の冷凍機３により冷却され、その液槽２内の熱媒体液によりＢ系統、Ｃ系統及びＤ系統の各冷媒が過冷却される。すなわち、Ａ系統の冷凍機３によって液槽２内の熱媒体液を介してＢ系統、Ｃ系統及びＤ系統の各系統の冷媒を過冷却することが可能となる。これにより、間接冷却方式の氷蓄熱システムで必須となる循環ポンプが不要となり、さらに、液冷媒を直接過冷却する過冷却システムに比べ、Ａ系統の冷凍機３の馬力を大きくすることができる。その結果、コストを抑えつつ、省エネルギー性能を向上させることができる。
【００４９】
また、Ａ系統の冷凍機３が季節に応じて液槽２内の熱媒体液と熱交換を行う冷媒の温度を変更することから、例えば、季節が夏であると、季節が春や秋である場合に比べ、冷媒の温度が下げられ、また、季節が冬であると、季節が春や秋である場合に比べ、冷媒の温度が上げられる。このように季節に応じて冷媒の温度、すなわち液槽２内の熱媒体液を冷やす温度を変更することによって、季節が夏であるときの冷媒の温度を四季にわたって用いる場合に比べ、Ａ系統の冷凍機３の消費電力を抑えることが可能となるので、省エネルギー性能をより向上させることができる。
【００５０】
また、Ｂ系統、Ｃ系統及びＤ系統の各冷凍機４において、各開閉弁１２、１３の開閉状態の切り替えにより、液槽２内の熱媒体液の温度に応じて冷媒の過冷却を制限することから、例えば、液槽２内の熱媒体液の温度が設定温度より高いとき、冷媒の過冷却は不可能であるため、冷媒の過冷却が停止される。一方、液槽２内の熱媒体液の温度が設定温度以下であるときには、冷媒の過冷却が行われる。このように液槽２内の熱媒体液の温度に応じて冷媒の過冷却を制限することによって、確実な過冷却が可能となるので、省エネルギー性能を確実に向上させることができる。
【００５１】
また、Ａ系統の冷凍機３の圧縮機３ａをインバータ制御することによって、圧縮機３ａの発停回数が少なくなるので、より省エネルギー性能を向上させることができる。
【００５２】
また、Ａ系統の冷凍機３として、馬力が他の冷凍機４より小さく冷蔵を行う小型中温冷凍機を用いることによって、大型中温や小型低温などの冷凍機を用いる場合に比べ、冷凍機３の消費電力を抑えることが可能となるので、より省エネルギー性能を向上させることができる。
【００５３】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について図３及び図４を参照して説明する。
【００５４】
本発明の第２の実施形態は基本的に第１の実施形態と同様である。第２の実施形態では、第１の実施形態との相違点について説明し、第１の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、その説明も省略する。
【００５５】
図３に示すように、本発明の第２の実施形態に係る冷凍装置１では、液槽２は、Ｂ系統、Ｃ系統及びＤ系統の冷凍機４ごとに熱媒体液を貯留する液室、すなわち合計三つの液室Ｒ１を有している。これらの液室Ｒ１は、仕切壁により液槽２内を区分することで形成されている。
【００５６】
各液室Ｒ１には、Ｂ系統、Ｃ系統及びＤ系統の各熱交換器４ｃが個別に設けられている。また、各液室Ｒ１には、それぞれ温度検出器２ａが設けられている。これらの温度検出器２ａは、熱媒体液中であって各液室Ｒ１の内壁に個別に設けられており、制御部５に電気的に接続されている。各温度検出器２ａは、各液室Ｒ１内の熱媒体液の温度をそれぞれ検出し、制御部５に入力する。各温度検出器２ａとしては、各種の温度センサを用いることが可能である。
【００５７】
Ａ系統の冷凍機３は、圧縮機３ａ及び凝縮器３ｂに加え、液室Ｒ１ごとに膨張弁３ｃ、熱交換器３ｄ及び開閉弁１１を備えている。これに応じて、冷媒配管３ｅは、膨張弁３ｃ、熱交換器３ｄ及び開閉弁１１を圧縮機３ａ及び凝縮器３ｂに対して並列に接続するように形成されている。
【００５８】
次に、前述の冷凍装置１が行う冷却処理について説明する。なお、冷凍装置１の制御部５が各種プログラム及び各種情報に基づいて冷却処理を実行する。
【００５９】
図４に示すように、まず、季節に応じて液室Ｒ１ごとに熱媒体液を冷やす冷媒の温度が設定される（ステップＳ１１）。例えば、季節が夏である場合には、季節が春や秋である場合に比べ、液室Ｒ１ごとの冷媒温度が下げられて設定される。また、季節が冬である場合には、季節が春や秋である場合に比べ、液室Ｒ１ごとの冷媒温度が上げられて設定される。このように季節に応じて液室Ｒ１ごとの冷媒温度を変更することによって、季節が夏である場合の冷媒温度を四季にわたって用いる場合に比べ、Ａ系統の冷凍機３の消費電力を抑えることが可能となる。
【００６０】
次いで、ステップＳ１１の処理後、液室Ｒ１ごとに熱媒体液の温度が設定温度より高いか否かが判断される（ステップＳ１２）。液室Ｒ１ごとの熱媒体液の温度は、各温度検出器２ａにより常時検出されて制御部５に入力されている。また、液室Ｒ１ごとの設定温度は、Ｂ系統、Ｃ系統及びＤ系統の各冷媒の温度より低くなるようにそれぞれ決定されている。これにより、Ｂ系統、Ｃ系統及びＤ系統の各冷媒に対する過冷却が可能になる。
【００６１】
ステップＳ１２において、液室Ｒ１ごとの熱媒体液の温度が設定温度より高いと判断されると（ステップＳ１２のＹＥＳ）、Ｂ系統、Ｃ系統及びＤ系統の中で、熱媒体液の温度が設定温度より高い液室Ｒ１に係る系統の開閉弁１２が閉じられ、開閉弁１３が開けられる（ステップＳ１３）。さらに、Ａ系統の中で、熱媒体液の温度が設定温度より高い液室Ｒ１に係る開閉弁１１が開けられ（ステップＳ１４）、その後、処理がステップＳ１２から繰り返される。
【００６２】
これにより、Ｂ系統、Ｃ系統及びＤ系統の中で、熱媒体液の温度が設定温度より高い液室Ｒ１に対応する系統では、冷媒配管４ｅを流れる冷媒は熱交換器４ｃを通過せずに冷却機４ｄに直接供給される（過冷却実行せず）。また、Ａ系統の中で、熱媒体液の温度が設定温度より高い液室Ｒ１では、冷媒配管３ｅを流れる冷媒と液室Ｒ１内の熱媒体液との熱交換が液室Ｒ１内の熱交換器３ｄにより行われ、液室Ｒ１内の熱媒体液はその温度が設定温度になるまで冷却される（熱媒体液の冷却）。
【００６３】
一方、ステップＳ１２において、液室Ｒ１ごとの熱媒体液の温度が設定温度より高くない、すなわち設定温度以下であると判断されると（ステップＳ１２のＮＯ）、Ｂ系統、Ｃ系統及びＤ系統の中で、熱媒体液の温度が設定温度以下である液室Ｒ１に係る系統の開閉弁１３が閉じられ、開閉弁１２が開けられる（ステップＳ１５）。さらに、Ａ系統の中で、熱媒体液の温度が設定温度以下である液室Ｒ１に係る開閉弁１１が閉じられ（ステップＳ１６）、その後、処理がステップＳ１２から繰り返される。
【００６４】
これにより、Ｂ系統、Ｃ系統及びＤ系統の中で、熱媒体液の温度が設定温度以下である液室Ｒ１に対応する系統では、冷媒配管４ｅを流れる冷媒は液室Ｒ１内の熱交換器４ｃにより過冷却され、冷却機４ｄに供給されることになる（過冷却実行）。この冷媒の過冷却により、各冷凍機４の冷凍能力を向上させて省エネルギー化を実現することが可能となる。また、Ａ系統の中で、熱媒体液の温度が設定温度以下である液室Ｒ１では、冷媒が冷媒配管３ｅを流れなくなり、冷媒配管３ｅ内の冷媒と液室Ｒ１内の熱媒体液との熱交換が実行されず、液槽２内の熱媒体液は冷却されなくなる（熱媒体液冷却せず）。
【００６５】
このようにして、Ｂ系統、Ｃ系統及びＤ系統では、過冷却により冷凍機４の冷凍能力が上がる。これにより、省エネルギー化のために冷凍機４の馬力を下げることが可能であり、また、冷媒充填量を減らすこともできる。また、過冷却運転を行うことでピーク時の使用電力量を下げることが可能であり、その結果、基本料金を下げることができる。また、Ａ系統の冷凍機３に対して夜間電力を使用することで、電力平準化を図ることもできる。
【００６６】
以上説明したように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、Ｂ系統、Ｃ系統及びＤ系統の冷凍機４ごとに冷媒を過冷却することが可能となるので、Ｂ系統、Ｃ系統及びＤ系統の各系統の冷媒を確実に過冷却することができる。その結果、確実に省エネルギー性能を向上させることができる。
【００６７】
また、Ａ系統の冷凍機３において、Ｂ系統、Ｃ系統及びＤ系統の冷凍機４ごとの冷却負荷に応じ、液室Ｒ１ごとにその液室Ｒ１内の熱媒体液の温度を調整する。これにより、例えば、Ｂ系統、Ｃ系統及びＤ系統の各冷凍機４が、冷蔵食品や冷凍食品、生鮮食品などの冷却温度が異なる冷凍機である場合でも、その冷却負荷に応じて熱媒体液の温度を調整することによって、Ｂ系統、Ｃ系統及びＤ系統の各冷凍機４の冷媒を確実に過冷却することが可能となるので、確実に省エネルギー性能を向上させることができる。
【００６８】
なお、本発明は、前述の実施形態に限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、前述の実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよく、さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１    冷凍装置
２    液槽
２ａ  温度検出器
３    冷凍機
３ａ  圧縮機
３ｂ  凝縮器
３ｃ  膨張弁
３ｄ  熱交換器
３ｅ  冷媒配管
４    冷凍機
４ａ  圧縮機
４ｂ  凝縮器
４ｃ  熱交換器
４ｄ  冷却機
４ｅ  冷媒配管
４ｆ  バイパス配管
５    制御部
１１  開閉弁
１２  開閉弁
１３  開閉弁
Ｒ１  液室
【図１】
2013152031.tif 000003
【図２】
2013152031.tif 000004
【図３】
2013152031.tif 000005
【図４】
2013152031.tif 000006