(57)【要約】【課題】散水式や電気ヒーター式を採用せず、荷捌き室の低温化に要する電力を利用することで、余分な電力を消費しない低コストなデフロスト手段を実現する。【解決手段】荷捌き室７Ａ〜Ｃに空気冷却器２６ｄ等を設けると共に、空気冷却器２６ｄ等にＣＯ２液を循環させる第１の受液器４２を設ける。第１の受液器４２は５〜１０℃のＣＯ２液を貯留可能な４．０ＭＰａ程度の高圧に保持する。冷凍室５Ａ〜Ｃに設けられた空気冷却器２６ａ〜ｃのデフロスト運転時に、荷捌き室７Ａ〜Ｃ内を冷却しその保有熱を回収したＣＯ２液を、空気冷却器２６ａ〜ｃに供給しデフロストを行う。【選択図】図１
2013076511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷捌き室を備えた冷凍庫に設けられ、ＮＨ３を冷媒とし冷凍サイクルを構成する一次冷媒回路と、該一次冷媒回路と接続されＮＨ３によって冷却されたＣＯ２液が循環する二次冷媒回路と、該二次冷媒回路に介設され冷凍庫内に設けられた第１の空気冷却器とを備えた冷凍装置のデフロスト方法において、
荷捌き室に設けられた第２の空気冷却器と、ＣＯ２液を０℃を超え常温以下の温度で貯留可能なように圧力調整された第１の受液器との間にＣＯ２液を循環させ、荷捌き室を０℃を超え常温以下の温度に冷却する荷捌き室冷却工程と、
前記荷捌き室冷却工程で荷捌き室の保有熱を回収したＣＯ２液を第１の受液器から前記第１の空気冷却器に循環させ、第１の空気冷却器のデフロストを行うデフロスト工程とからなることを特徴とする冷凍装置のデフロスト方法。
【請求項２】
前記デフロスト工程は、冷凍庫の通常冷凍運転終了後に、第１の空気冷却器に残留するＣＯ２液を第１の受液器に戻す前工程と、第１の空気冷却器のデフロスト終了後に第１の空気冷却器に残留するＣＯ２液を第１の受液器に戻す後工程とを伴うものであり、
第１の受液器のＣＯ２液の液面レベルが設定値を超えたら、第１の受液器のＣＯ２液を前記二次冷媒回路に設けられた第２の受液器に移送し、第１の受液器のＣＯ２液面レベルを設定値以下に制御するＣＯ２液面制御工程がさらに付加されることを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置のデフロスト方法。
【請求項３】
荷捌き室を備えた冷凍庫に設けられ、ＮＨ３を冷媒とし冷凍サイクルを構成する一次冷媒回路と、該一次冷媒回路と接続されＮＨ３によって冷却されたＣＯ２液が循環する二次冷媒回路と、該二次冷媒回路に介設され冷凍庫内に設けられた第１の空気冷却器とを備えた冷凍装置において、
荷捌き室に設けられた第２の空気冷却器、ＣＯ２液を０℃を超え常温以下の温度で貯留可能なように圧力調整された第１の受液器、及び第２の空気冷却器と第１の受液器との間に配設された第１のＣＯ２循環路とからなる荷捌き室冷却部と、第１の受液器と前記第１の空気冷却器との間に接続された第２のＣＯ２循環路とを備え、
通常凍結運転時に第１の受液器のＣＯ２液を第２の空気冷却器に循環させ、荷捌き室を冷却すると共に、デフロスト運転時に、第１の受液器のＣＯ２液を第２のＣＯ２循環路を介して第１の空気冷却器に循環させ、第１の空気冷却器のデフロストを行うようにしたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項４】
前記二次冷媒回路に設けられ、内部圧力が第１の受液器より低圧に保持され、ＣＯ２液を凍結温度に保持する第２の受液器と、
第１の受液器と第２の受液器との間を接続する開閉弁付き連通路と、
第１の受液器に設けられ、ＣＯ２液の液面レベルを検出するレベル計とを備え、
該レベル計の検出値が設定値を上回ったら、第１の開閉弁を開けて第１の受液器のＣＯ２液を第２の受液器に送り、第１の受液器のＣＯ２液面レベルを設定値以下に制御するように構成したことを特徴とする請求項３に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記第２のＣＯ２循環路が、第１の空気冷却器の上流側で分岐して第１の受液器の気相部に接続された分岐路を備え、
デフロスト運転開始時及びデフロスト運転終了時に、前記分岐路を介して第１の空気冷却器と第１の受液器の気相部とを導通させた状態で第１の空気冷却器に残留したＣＯ２液を第１の受液器に戻すようにしたことを特徴とする請求項３又は４に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記第１の受液器に接続され、ＮＨ３を冷媒とし冷凍サイクルを構成する第２の一次冷媒回路を設け、ＮＨ３によって第１のＣＯ２循環路のＣＯ２を冷却するように構成したことを特徴とする請求項３に記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷捌き室を備えた冷凍庫の冷凍装置に係り、荷捌き室の空調で回収した熱を利用して冷凍庫の空気冷却器のデフロストを行うものである。
【背景技術】
【０００２】
地球環境保全の観点から、自然冷媒を用いた冷凍装置が見直されてきている。自然冷媒のうち、ＮＨ３はオゾン破壊係数ゼロ、及び地球温暖化係数がほぼゼロであり、かつ冷媒としての性能が優れているので、ＮＨ３を冷媒として用いる冷凍装置が増加している。しかし、ＮＨ３は毒性があるため、比較的安全であり、熱を運ぶ媒体として優れた特徴をもつＣＯ２液を二次冷媒として使用する冷凍装置が多く採用されている。
【０００３】
特許文献１の図８には、荷捌き室を備え、かつＮＨ３／ＣＯ２冷凍装置を備えた冷凍庫が開示されている。この冷凍庫の構成を図４により説明する。図４において、この冷凍装置１００は、屋外ユニットＡと冷凍庫Ｂの内部に設けられたＣＯ２ブラインによる天吊り型空気冷却器１１８とから構成されている。屋外ユニットＡには、ＮＨ３循環路（一次冷媒回路）１０２に、圧縮機１０４、蒸発式凝縮器（エバコン）１０６、カスケードコンデンサ１０８及び膨張弁１１０が設けられ、冷凍サイクルを形成している。
【０００４】
カスケードコンデンサ１０８にＣＯ２循環路（二次冷媒回路）１１２が接続されている。ＣＯ２循環路１１２には、受液器１１４、液ポンプ１１６、及び前記天吊り型空気冷却器１１８が設けられている。カスケードコンデンサ１０８で、ＮＨ３によってＣＯ２ブラインが冷却され、冷却されたＣＯ２ブラインは、天吊り型空気冷却器１１８で冷凍庫Ｂ内の空気を冷却する。空気を冷却してガス化したＣＯ２ブラインは、ブラインクーラ（カスケードコンデンサ）１０８でＮＨ３によって冷却され液化する。このサイクルを繰り返すことで、一次冷媒回路１０２を循環するＮＨ３によって、間接的に冷凍庫Ｂ内の空気を冷却している。
【０００５】
冷凍庫に隣接して荷捌き室が設けられている。保管型冷凍庫と比べて、被冷凍品が頻繁に出し入れされる物流型冷凍庫では、頻繁な入出庫作業に対応すると共に、ＨＡＣＣＰ（食品の危害分析・重要管理点方式）対策や、品温維持等の品質対策から、広い面積の荷捌き室が必要とされてきている。また、荷捌き室は、低温化及び密閉化の傾向にある。特許文献２には、荷捌き室の外気侵入による結露の発生を抑制するため、ドックシェルタと低温密閉化された荷捌き室の開口部との間に、ユニットクーラを備えた除湿室を設けた構成が開示されている。
【０００６】
一方、冷凍庫内の空気に含まれる水蒸気は、空気冷却器の中で、低温のＣＯ２で冷却される冷却面で凝縮固化し、霜となって蓄積されてくる。この霜が伝熱を阻害し、冷凍装置の熱効率を低下させるので、定期的に除霜する必要がある。ＣＯ２を二次冷媒とする冷凍装置では、一般的に常温水を冷却面に散布する散水式デフロストが行われている。しかし、散水式デフロストは、除霜が確実に行われる点で優れているが、低温雰囲気の冷凍庫内に常温水を導く必要があり、凍結防止など様々な対策を講じる必要がある。また、散布した常温水が霜の形成を助長するという、デフロストと逆行する面をもっている。
【０００７】
そこで、散水を行わないデフロスト方法が求められる。水を用いないデフロスト方法として、ひとつは電気ヒーター式がある。この方式は、空気冷却器の内部に電気ヒーターを組み込み、デフロスト時に通電して加熱し、霜を溶かす方法である。別なデフロスト方法は、冷凍装置の圧縮機の吐出ガスの保有熱を利用するホットガス方式がある。特許文献３及び特許文献４には、ＮＨ３／ＣＯ２冷凍装置において、圧縮機吐出側の高温のＣＯ２ガスを空気冷却器に導入して冷却面に付着した霜を溶かすホットガス方式のデフロスト手段が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平２００５―１７２４１６号公報（図８）
【特許文献２】特開２００２―３０３４７７号公報
【特許文献３】米国特許第５、４００、６１５号公報
【特許文献４】国際公開ＷＯ０２／０６６９０８（Ａ１）号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
散水式デフロストは、除霜が確実に行われる点で優れているが、前述の問題がある。電気ヒーター方式は、電気ヒーターを加熱するために使用する電力は消費電力となり、余分な電力を消費すると共に、空気冷却器を加熱した分だけ冷凍庫の低温保持と逆行し、冷凍装置の熱効率が低下するという問題がある。
【００１０】
また、圧縮機の吐出ガスを利用するホットガス方式は、吐出ガスがＣＯ２である場合、２０〜３０℃で５．０ＭＰａ付近の高圧となる。そのため、高圧のＣＯ２ガスを流す配管や構造物を高強度にする必要があり、余分なコストがかかる。また、デフロストするために冷凍装置を運転する必要があり、余分な電力を消費する。
【００１１】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、密閉化され低温化された荷捌き室を備えた冷凍庫において、散水式や電気ヒーター式を採用せず、荷捌き室の低温化に要する電力を利用することで、余分な電力を消費しない低コストなデフロスト手段を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる目的を達成するため、本発明の冷凍装置のデフロスト方法は、荷捌き室を備えた冷凍庫に設けられ、ＮＨ３を冷媒とし冷凍サイクルを構成する一次冷媒回路と、該一次冷媒回路と接続されＮＨ３によって冷却されたＣＯ２液が循環する二次冷媒回路と、該二次冷媒回路に介設され冷凍庫内に設けられた第１の空気冷却器とを備えた冷凍装置のデフロスト方法において、荷捌き室に設けられた第２の空気冷却器と、ＣＯ２液を０℃を超え常温以下の温度で貯留可能なように圧力調整された第１の受液器との間にＣＯ２液を循環させ、荷捌き室を０℃を超え常温以下の温度に冷却する荷捌き室冷却工程と、荷捌き室冷却工程で荷捌き室の保有熱を回収し、ＣＯ２液を第１の受液器から第１の空気冷却器に循環させ、第１の空気冷却器のデフロストを行うデフロスト工程とからなるものである。
【００１３】
本発明方法では、第１の受液器を圧力調整し、０℃を超え常温以下、例えば５〜１０℃の飽和温度を有するＣＯ２液を溜めておく。このＣＯ２液を荷捌き室に設けられた第２の空気冷却器に循環させ、荷捌き室を０℃を超え常温以下、例えば１０〜１５℃に冷却する。次に、冷凍庫のデフロスト工程時に、荷捌き室の保有熱を回収したデフロスト可能な温度を有するＣＯ２液を第１の空気冷却器に循環させ、第１の空気冷却器のデフロストを行う。このように、荷捌き室から回収した熱を用いて冷凍庫のデフロストを行うので、余分な電力を消費することなく、低コストで冷凍庫のデフロストが可能になる。
【００１４】
また、特許文献３及び４のように、ＣＯ２ホットガスを用いたデフロストではなく、ＣＯ２液の顕熱によるデフロストであるので、安定した加熱が可能である。また、ＣＯ２液を用いているので、高圧とならず、耐圧配管や耐圧機器の配設が不要になる。さらに、ＣＯ２ホットガスを用いる場合のように、デフロストのために冷凍装置を運転する必要はなく、第１の受液器に貯留されたＣＯ２液を利用だけであるので、余分な電力を消費しないで済む。
【００１５】
本発明方法において、デフロスト工程は、冷凍庫の通常冷凍運転終了後に、第１の空気冷却器に残留するＣＯ２液を第１の受液器に戻す前工程と、第１の空気冷却器のデフロスト終了後に第１の空気冷却器に残留するＣＯ２液を第１の受液器に戻す後工程とを伴うものであり、第１の受液器のＣＯ２液の液面レベルが設定値を超えたら、第１の受液器のＣＯ２液を二次冷媒回路に設けられた第２の受液器に移送し、第１の受液器のＣＯ２液面レベルを設定値以下に制御するＣＯ２液面制御工程がさらに付加されるとよい。
【００１６】
０℃を超え常温以下の飽和温度を有するＣＯ２液を貯留する第１の受液器は、０℃未満の冷凍温度の飽和温度を有するＣＯ２液を貯留する第２の受液器より高圧に保持される。そのため、一旦第２の受液器に貯留されたＣＯ２液を第１の受液器に戻すことは困難であり、その逆は容易である。従って、デフロスト工程の開始時及び終了時に第１の空気冷却器に残留しているＣＯ２液を常に第１の受液器に戻すことで、第１の受液器に貯留されるＣＯ２液量を常に多くしておく。第１の受液器の貯留されたＣＯ２液の液面レベルが設定値を超えたら、第２の受液器にＣＯ２液を送って第１の受液器の貯留量を適正に保つ。これによって、第１の受液器及び第２の受液器の貯留量を適正に保持できる。
【００１７】
前記本発明方法の実施に直接使用可能な本発明の冷凍装置は、荷捌き室を備えた冷凍庫に設けられ、ＮＨ３を冷媒とし冷凍サイクルを構成する一次冷媒回路と、該一次冷媒回路と接続されＮＨ３によって冷却されたＣＯ２液が循環する二次冷媒回路と、該二次冷媒回路に介設され冷凍庫内に設けられた第１の空気冷却器とを備えた冷凍装置において、荷捌き室に設けられた第２の空気冷却器と、ＣＯ２液を０℃を超え常温以下の温度で貯留可能なように圧力調整された第１の受液器と、第２の空気冷却器と第１の受液器との間に配設された第１のＣＯ２循環路と、からなる荷捌き室冷却部と、第１の受液器と第１の空気冷却器との間に接続された第２のＣＯ２循環路とを備え、通常凍結運転時に第１の受液器かのＣＯ２液を第２の空気冷却器に循環させ、荷捌き室を冷却すると共に、デフロスト運転時に、第１の受液器のＣＯ２液を第２のＣＯ２循環路を介して第１の空気冷却器に循環させ、第１の空気冷却器のデフロストを行うようにしたものである。
【００１８】
本発明装置では、第１の受液器を圧力調整し、０℃を超え常温以下、例えば５〜１０℃の飽和温度を有するＣＯ２液を溜めておく。このＣＯ２液を第２の空気冷却器に循環させ、荷捌き室を０℃を超え常温以下、例えば１０〜１５℃に冷却する。次に、冷凍庫のデフロスト工程時に、荷捌き室の保有熱を回収したデフロスト可能な温度を有するＣＯ２液を第１の空気冷却器に循環させ、第１の空気冷却器のデフロストを行う。このように、荷捌き室から回収した熱を用いて冷凍庫のデフロストを行うので、余分な電力を消費することなく、低コストで冷凍庫のデフロストが可能になる。
【００１９】
本発明装置において、二次冷媒回路に設けられ、内部圧力が第１の受液器より低圧に保持され、ＣＯ２液を凍結温度に保持する第２の受液器と、第１の受液器と第２の受液器との間を接続する連通路、及び該連通路に設けられた第１の開閉弁と、第１の受液器に設けられ、ＣＯ２液の液面レベルを検出するレベル計と、を備え、該レベル計の検出値が設定値を上回ったら、第１の開閉弁を開けて第１の受液器のＣＯ２液を第２の受液器に送り、第１の受液器のＣＯ２液面レベルを設定値以下に制御するように構成するとよい。
【００２０】
０℃を超え常温以下の飽和温度を有するＣＯ２液を貯留する第１の受液器は、０℃以下の冷凍温度の飽和温度を有するＣＯ２液を貯留する第２の受液器より高圧に保持される。そのため、一旦第２の受液器に貯留されたＣＯ２液を第１の受液器に戻すことは困難である。そこで、通常、第１の受液器に貯留されるＣＯ２液量を常に多くしておく。第１の受液器の貯留されたＣＯ２液の液面レベルが設定値を超えたら、第２の受液器にＣＯ２液を送って第１の受液器の貯留量を適正に保つ。これによって、第１の受液器及び第２の受液器の貯留量を適正に保持できる。
【００２１】
本発明装置において、第２のＣＯ２循環路が、第１の空気冷却器の上流側で分岐して第１の受液器の気相部に接続された分岐路を備え、デフロスト運転開始時及びデフロスト運転終了時に、該分岐路を介して第１の空気冷却器と第１の受液器の気相部とを導通させた状態で第１の空気冷却器に残留したＣＯ２液を第１の受液器に戻すようにするとよい。前記分岐路を介して第１の空気冷却器と第１の受液器の気相部とを導通させたことで、第１の空気冷却器に残留したＣＯ２液が、第２のＣＯ２循環路を通して第１の受液器に戻りやすくなる。
【００２２】
こうして、デフロスト運転開始時及びデフロスト運転終了時に、第１の空気冷却器に残留したＣＯ２液を第１の受液器に戻すことで、高圧下の第１の受液器のＣＯ２液量を、低圧下の第２の受液器のＣＯ２液量より常に多くしておくことができる。第１の受液器の貯留量が設定値を超えたら、第２の受液器にＣＯ２液を送ることで、第１の受液器及び第２の受液器の貯留量を常に適正値に保持できる。
【００２３】
本発明装置において、第１の受液器に接続され、ＮＨ３を冷媒とし冷凍サイクルを構成する第２の一次冷媒回路を設け、ＮＨ３によって第１のＣＯ２循環路のＣＯ２を冷却するように構成するとよい。荷捌き室の冷却負荷が大きく、荷捌き室の冷却で回収した熱量が、デフロスト工程時に使用する熱量より多くなるときは、ＮＨ３を冷媒とする第２の一次冷媒回路を設け、第１の受液器のＣＯ２液を必要な温度に冷却するようにする。これによって、第１の受液器のＣＯ２液の温度を荷捌き室の冷却に必要な温度に保持できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明方法によれば、ＣＯ２液を０℃を超え常温以下の温度で貯留可能なように圧力調整された第１の受液器から荷捌き室にＣＯ２液を循環させ、荷捌き室を冷却すると共に、荷捌き室の保有熱を回収し、デフロスト可能温度であるＣＯ２液を第１の受液器から冷凍庫に循環させ、第１の空気冷却器のデフロストを行うようにしたので、散水式や電気ヒーター式のデフロストを行うことなく、そのため、余分な電力を不要とする省エネかつ低コストなデフロストを行うことができる。また、ＣＯ２ホットガス方式より安定した加熱が可能であると共に、ＣＯ２液を用いているので、高圧とならず、耐圧配管や耐圧機器の配設が不要になる。
【００２５】
また、前記本発明装置によれば、通常凍結運転時に第１の受液器のＣＯ２液を第１のＣＯ２循環路を介して第２の空気冷却器に循環させ、荷捌き室を冷却すると共に、デフロスト運転時に、第１の受液器のＣＯ２液を第２のＣＯ２循環路を介して第１の空気冷却器に循環させ、第１の空気冷却器のデフロストを行うようにしたので、前記本発明方法と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明方法及び装置の第１実施形態に係る冷凍装置の全体構成図である。
【図２】本発明方法及び装置の第２実施形態に係る冷凍装置の全体構成図である。
【図３】本発明方法及び装置の第３実施形態に係る冷凍装置の全体構成図である。
【図４】従来のＮＨ３／ＣＯ２冷凍装置を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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。
【００２８】
（実施形態１）
本発明方法及び装置の第１実施形態を図１に基づいて説明する。図１において、地面ＧＬより上方に３階建てのＦ級冷凍庫１が設けられ、冷凍庫１に隣接して半地下室３が設けられている。冷凍庫１の各階には、冷凍室５Ａ〜Ｃと、冷凍庫１に隣接した荷捌き室７Ａ〜Ｃが設けられている。１階の荷捌き室７Ａは、他の階の荷捌き室より広い面積を有している。各階の荷捌き室間にエレベータが設けられ、被冷凍品をこのエレベータで各階に移送可能にしている。
【００２９】
１階の荷捌き室７Ａには、搬出入戸口（ドック）が設けられ、輸送車Ｔの後部が該搬出入戸口に挿入され、被冷凍品の搬出入が行われる。荷捌き室７Ａには、該搬出入戸口を覆うドックシェルタ９が設けられ、ドックシェルタ９で建物内の空調空気が外部へ逃げたり、外気、雨風、湿気、塵、害虫等が建物内に進入するのを防止している。冷凍装置１０の主要部は半地下室３の内部に設けられている。半地下室３の内部に、アンモニア冷凍機１２Ａが設けられている。
【００３０】
アンモニア冷凍機１２Ａは、ＮＨ３が循環する一次冷媒回路１４と、一次冷媒回路１４に設けられた圧縮機１６、膨張弁１８、カスケードコンデンサ２０及び蒸発式凝縮器（エバコン）２１とで構成されている。エバコン２１は半地下室３の屋上に設けられている。カスケードコンデンサ２０と第２の受液器２４との間にＣＯ２循環路２２が設けられている。第２の受液器２４のＣＯ２ガスがＣＯ２循環路２２を介してカスケードコンデンサ２０に流入し、カスケードコンデンサ２０でＮＨ３によって冷却され、液化して第２の受液器２４に戻る。
【００３１】
冷凍室５Ａ〜Ｃ及び荷捌き室７Ａには、夫々１個又は複数の空気冷却器２６ａ〜ｄが配設されている。荷捌き室７Ｂ及び７Ｃにも、小型の空気冷却器（図示省略）が設けられている。第２の受液器２４と冷凍室５Ａ〜Ｃに設けられた各空気冷却器２６ａ〜ｃとの間は、主ＣＯ２循環路２８と分岐ＣＯ２循環路３０，３２及び３４とによって接続されている。主ＣＯ２循環路２８の往路２８ａに設けられた液ポンプ２９によって、第２の受液器２４のＣＯ２液が空気冷却器２６ａ〜ｃに送られ、冷凍室５Ａ〜Ｃ内の空気を冷却する。
【００３２】
主ＣＯ２循環路２８の往路２８ａは第２の受液器２４の下部に接続され、復路２８ｂは第２の受液器２４の上部に接続されている。往路２８ａに設けられた液ポンプ２９によって、ＣＯ２液が空気冷却器２６ａ〜ｃに送られる。分岐ＣＯ２循環路３０，３２及び３４の往路及び復路には、夫々開閉弁３６ａ、３６ｂ、３８ａ、３８ｂ、４０ａ及び４０ｂが介設されている。
【００３３】
半地下室３の内部には、第２の受液器２４に隣接して、第１の受液器４２が設けられている。第１の受液器４２には、２組のＣＯ２循環路が設けられている。ひとつが、第１の受液器４２と荷捌き室７Ａ〜Ｃとの間に設けられたＣＯ２循環路４４であり、もうひとつが、第１の受液器４２と空気冷却器２６ａ〜ｃとの間に設けられ、往路が、主ＣＯ２循環路４６の往路４６ａ及び分岐ＣＯ２循環路の往路４８ａ、５０ａ及び５２ａからなり、復路が、主ＣＯ２循環路４６の復路４６ｂ及び分岐ＣＯ２循環路の復路４８ｂ、５０ｂ及び５２ｂからなる。前記分岐ＣＯ２循環路の往路及び復路には、開閉弁５４ａ、５４ｂ、５６ａ、５６ｂ、５８ａ及び５８ｂが介設されている。
【００３４】
ＣＯ２循環路４４の往路４４ａには、ＣＯ２液を空気冷却器２６ｄ等に送る液ポンプ６０が設けられ、主ＣＯ２循環路４６の往路４６ａには、ＣＯ２液を空気冷却器２６ａ〜ｃに送る液ポンプ６２が設けられている。空気冷却器２６ａ〜ｄには、凝縮水又はデフロスト運転時に溶けた融水を受け止めるドレンパン６４が設けられている。各ドレンパン６４には排水路６６が設けられ、各排水路６６は排水本管６８に接続されている。空気冷却器２６ａ〜ｄで発生した凝縮水は、主排水路６８を通して、Ｆ級冷凍庫１の外部へ排出される。
【００３５】
かかる構成において、第２の受液器２４に貯留されたＣＯ２ガスはカスケードコンデンサ２０に流れ、一次冷媒回路１４を循環するＮＨ３によって冷却される。冷却されて液状になったＣＯ２液は第２の受液器２４に戻る。第２の受液器２４の内部圧力は１．２ＭＰａ前後に保持され、第２の受液器２４内のＣＯ２液は、例えば、−３２℃に保持される。通常冷凍運転時、開閉弁３６ａ、３６ｂ、３８ａ、３８ｂ、４０ａ及び４０ｂが開放され、第２の受液器２４内の−３２℃のＣＯ２液は、主ＣＯ２循環路２８の往路２８ａ及び分岐ＣＯ２循環路３０，３２及び３４の往路を通って、空気冷却器２６ａ〜ｃに供給される。開閉弁５４ａ、５４ｂ、５６ａ、５６ｂ、５８ａ及び５８ｂは閉じられている。
【００３６】
空気冷却器２６ａ〜ｃにはファン２７が設けられて空気流が形成され、庫内空気は、空気冷却器２６ａ〜ｃの伝熱管を流れるＣＯ２液で冷却される。庫内空気は−２５℃に保持される。ＣＯ２液は空気冷却器２６ａ〜ｃで一部が気化し、一部が気化したＣＯ２液は、分岐ＣＯ２循環路３０，３２及び３４の復路及び主ＣＯ２循環路２８の復路２８ｂを通って第２の受液器２４に戻る。
【００３７】
第１の受液器４２の内部圧力は４．０ＭＰａ前後に保持され、第１の受液器４２内のＣＯ２液は５〜１０℃に保持される。通常凍結運転時、第１の受液器４２内のＣＯ２液は、ＣＯ２循環路４４の往路４４ａを通り、荷捌き室７Ａ〜Ｃに設けられた空気冷却器２６ｄ等に供給される。空気冷却器２６ｄ等にはファン２７が設けられ、荷捌き室７Ａ〜Ｃ内の空気は空気冷却器２６ｄ等によって冷却され、１０〜１５℃に保持される。空気冷却器２６ｄ等で荷捌き室７Ａ〜Ｃ内の空気を冷却し、該空気の熱を吸収して一部が気化したＣＯ２液は、復路４４ｂを通って第１の受液器４２に戻る。
【００３８】
デフロスト運転時には、開閉弁３６ａ、３６ｂ、３８ａ、３８ｂ、４０ａ及び４０ｂが閉じられ、開閉弁５４ａ、５４ｂ、５６ａ、５６ｂ、５８ａ及び５８ｂが開放される。第１の受液器４２から５〜１０℃のＣＯ２液が、主ＣＯ２循環路４６の往路４６ａ及び分岐ＣＯ２循環路の往路４８ａ、５０ａ及び５２ａを通り、空気冷却器２６ａ〜ｃ送られる。空気冷却器２６ａ〜ｃで、ＣＯ２液は伝熱管を内側から加熱し、伝熱管の外面に付着した霜を溶かし除去する。霜を溶かして熱を放出したＣＯ２液は、分岐ＣＯ２循環路の復路４８ｂ、５０ｂ及び５２ｂ及び主ＣＯ２循環路４６の復路４６ｂを通り、第１の受液器４２に戻る。デフロスト運転は、通常、１日に１〜２回行う。
【００３９】
本実施形態によれば、第１の受液器４２から送られたＣＯ２液が荷捌き室７Ａ〜Ｃ内の空気を冷却して荷捌き室７Ａ〜Ｃの保有熱を回収し、その保有熱を利用して、空気冷却器２６ａ〜ｃのデフロストを行うので、散水式デフロストを用いなくて済み、かつ余分な電力を消費することなく、低コストで空気冷却器２６ａ〜ｃのデフロストが可能になる。
【００４０】
また、ＣＯ２ホットガスを用いたデフロストではなく、ＣＯ２液の顕熱によるデフロストであるので、安定した加熱が可能である。また、ＣＯ２液を用いているので、高圧とならないので、主ＣＯ２循環路４６、分岐ＣＯ２循環路の往路４８ａ、５０ａ、５２ａ及び復路４８ｂ、５０ｂ及び５２ｂ、及び空気冷却器２６ａ〜ｃの伝熱部等を耐圧配管や耐圧機器とする必要がない。さらに、ＣＯ２ホットガスを用いる場合のように、デフロストのために冷凍装置を運転する必要はなく、第１の受液器４２に貯留されたＣＯ２液を利用だけであるので、余分な電力を消費しないで済む。
【００４１】
（実施形態２）
次に、本発明方法及び装置の第２実施形態を図２により説明する。図２において、第１の受液器４２の下部領域と第２の受液器２４の下部領域とを接続する連通路７０が設けられ、連通路７０に開閉弁７２が介設されている。また、第１の受液器４２に、ＣＯ２液の液面レベルを検出するレベル計７４が設けられ、該液面レベルが設定値を超えたら、レベル計７４からの信号で開閉弁７２を開放するように構成されている。また、分岐ＣＯ２循環路の往路４８ａ、５０ａ及び５２ａに、開閉弁５４ａ、５６ａ及び５８ａの下流側で分岐し、主ＣＯ２循環路４６の復路４６ｂに接続する分岐路７６ａ、７６ｂ及び７６ｃが設けられている。これら分岐路に開閉弁７８ａ、７８ｂ及び７８ｃが介設されている。その他の構成は前記第１実施形態と同一である。
【００４２】
本実施形態では、冷凍室５Ａ〜Ｃ及び荷捌き室７Ａ〜Ｃの通常凍結運転は、第１実施形態と同様な操作で行う。冷凍室５Ａ〜Ｃの通常凍結運転時、開閉弁３６ａ、３６ｂ、３８ａ、３８ｂ、４０ａ及び４０ｂが開放され、開閉弁５４ａ、５４ｂ、５６ａ、５６ｂ、５８ａ、５８ｂ及び７８ａ〜ｃが閉じられている。通常凍結運転終了後、開閉弁３６ａ、３６ｂ、３８ａ、３８ｂ、４０ａ及び４０ｂが閉じられ、開閉弁５４ａ、５４ｂ、５６ａ、５６ｂ、５８ａ、５８ｂ及び開閉弁７８ａ〜ｃが開放される。
【００４３】
デフロスト運転開始時に、分岐ＣＯ２循環路の復路４８ｂ、５０ｂ及び５２ｂを介して、空気冷却器２６ａ〜ｃに残留したＣＯ２液を、第１の受液器４２に戻す。この状態でデフロスト運転を続行する。デフロスト運転終了時に、開閉弁５４ａ、５６ａ及び５８ａを閉じ、開閉弁５４ｂ、５６ｂ、５８ｂ及び開閉弁７８ａ〜ｃを開放した状態とする。このように、空気冷却器２６ａ〜ｃの上部と第１の受液器４２のガス相が導通することで、空気冷却器２６ａ〜ｃ内のＣＯ２液が第１の受液器４２に落下しやすくなる。こうして、空気冷却器２６ａ〜ｃのＣＯ２液を復路４８ｂ、５０ｂ及び５２ｂを介して第１の受液器４２に戻すことができる。
【００４４】
このように、デフロスト運転の開始時及び終了時に、空気冷却器２６ａ〜ｃに残留したＣＯ２液を第１の受液器４２に戻すようにしたので、第１の受液器４２のＣＯ２液面レベルが徐々に上昇する。レベル計７４で第１の受液器４２のＣＯ２液面レベルが設定値を超えたことを検出したら、開閉弁７２を開放し、第１の受液器４２内のＣＯ２液を第２の受液器２４に移送する。
【００４５】
主ＣＯ２循環路２８と主ＣＯ２循環路４６とは、空気冷却器２６ａ〜ｃを通して間接的に接続されることになる。そのため、第１の受液器４２又は第２の受液器２４に戻すＣＯ２液の戻し量を制御しないと、どちらか一方にＣＯ２液が偏在してしまう。第１の受液器４２の内部圧力は第２の受液器２４の内部圧力より高いので、もし、第２の受液器２４にＣＯ２液が偏在すると、ＣＯ２液を第１の受液器４２に戻すことが困難になる。本実施形態によれば、第１実施形態で得られる作用効果に加えて、第１の受液器４２及び第２の受液器２４のＣＯ２貯留量を適正に保持できる。
【００４６】
また、デフロスト運転の開始時及び終了時に、開閉弁７８ａ〜ｃを開放し、分岐路７６ａ〜ｃを介して空気冷却器２６ａ〜ｃと第１の受液器４２の気相部とを導通させたことで、空気冷却器２６ａ〜ｃに残留したＣＯ２液を第１の受液器４２に戻しやすくなる。これによって、該残留ＣＯ２液を分岐ＣＯ２循環路の復路４８ｂ、５０ｂ、５２ｂ及び主ＣＯ２循環路４６の復路４６ｂを介して、第１の受液器４２に速やかに戻すことができる。
【００４７】
（実施形態３）
次に、本発明方法及び装置の第３実施形態を図３により説明する。本実施形態は、アンモニア冷凍機１２Ｂを半地下室３に追設した例である。アンモニア冷凍機１２Ｂは、ＮＨ３が循環する一次冷媒回路１４に、圧縮機１６、膨張弁１８、カスケードコンデンサ２０及び半地下室３の屋上に配置されたエバコン２１が設けられている。さらに、カスケードコンデンサ２０と第１の受液器４２とを接続するＣＯ２循環路８０を設けている。その他の構成は第２実施形態と同一である。
【００４８】
荷捌き室７Ａ〜Ｃに設けられた空気冷却器２６ｄ等の冷却負荷が大きい場合、空気冷却器２６ａ〜ｃのデフロスト運転時に得られる冷熱だけでは、荷捌き室７Ａ〜Ｃを冷却できない。そのため、本実施形態のように、アンモニア冷凍機１２Ｂを設ける。アンモニア冷凍機１２Ｂによって、第１の受液器４２に貯留されたＣＯ２液を冷却することで、第１の受液器４２内のＣＯ２液を設定された温度に保持できる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明によれば、荷捌き室を備えた冷凍庫に設けられた冷凍装置において、荷捌き室を冷却して得られる熱量をデフロスト工程に利用することで、余分な電力を消費せず、安定して低コストなデフロスト運転を可能にする。
【符号の説明】
【００５０】
１                        Ｆ級冷凍庫
３                        半地下室
５Ａ〜Ｃ                  冷凍室
７Ａ〜Ｃ                  荷捌き室
９                        ドックシェルタ
１０，１００              冷凍装置
１２Ａ                    アンモニア冷凍機
１２Ｂ                    アンモニア冷凍機（第２の一次冷媒回路）
１４，１０２              一次冷媒回路
１６，１０４              圧縮機
１８，１１０              膨張弁
２０，１０８              カスケードコンデンサ
２１，１０６              蒸発式凝縮器（エバコン）
２２、８０，１１２        ＣＯ２循環路
２４                      第２の受液器
２６ａ〜ｃ                空気冷却器（第１の空気冷却器）
２７ｄ                    空気冷却器（第２の空気冷却器）
２７                      ファン
２８                      主ＣＯ２循環路
２９、６０，６２、１１６    液ポンプ
３０，３２，３４          分岐ＣＯ２循環路
４２                      第１の受液器
４４                      ＣＯ２循環路（第１のＣＯ２循環路）
４６                      主ＣＯ２循環路（第２のＣＯ２循環路）
４８ｂ、５０ｂ、５２ｂ    復路
５４ｂ、５６ｂ、５８ｂ、７２、７８ａ〜ｃ    開閉弁
６４                      ドレンパン
６６                      排水路
６８                      主排水路
７０                      連通路
７２                      開閉弁
７６ａ〜ｃ                分岐路
１１４                    受液器
１１８                    天吊り型空気冷却器
Ａ                        屋外ユニット
Ｂ                        冷凍庫
ＧＬ                      地面
Ｔ                        輸送車
【図１】
2013076511.tif 000003
【図２】
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【図３】
2013076511.tif 000005
【図４】
2013076511.tif 000006