| 【発明の名称】 |
冷凍装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】近藤 功
【氏名】上野 明敏
【氏名】目▼崎▲ 丈統
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| 【要約】 |
【課題】ショーケース等に適用された二元冷凍サイクルの冷凍装置において熱源機器(11)が停止した場合でも、冷凍運転を継続できるようにする。
【解決手段】高温側冷媒回路(3) と低温側冷媒回路(4) とが第１冷媒熱交換器(5A)を介して接続されて二元冷凍サイクルに構成された冷凍設備(6) 用の第１冷凍回路(1) と、単元冷凍サイクルに構成された第２冷凍回路(2) と、低温側冷媒回路(4) に接続された第２冷媒熱交換器(5B)とを用い、第２冷媒熱交換器(5B)を、第２冷凍回路(2) の液配管(36a) と吸入側ガス配管(36b) に連絡配管(41,42)を介して接続する。そして、第２冷凍回路(2) の冷媒を、連絡配管(41,42) を介して第２冷媒熱交換器(5B)へ選択的に流通させる第１切換手段(43,44) を設ける。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 高温側冷媒回路(3) と低温側冷媒回路(4) とが第１冷媒熱交換器(5A)を介して接続されて二元冷凍サイクルに構成された冷凍設備(6) 用の第１冷凍回路(1) と、単元冷凍サイクルに構成された第２冷凍回路(2) と、上記低温側冷媒回路(4) に接続された第２冷媒熱交換器(5B)とを備え、該第２冷媒熱交換器(5B)が、第２冷凍回路(2) の液配管(36a) と吸入側ガス配管(36b) に連絡配管(41,42) を介して接続され、第２冷凍回路(2) の冷媒を、該連絡配管(41,42) を介して第２冷媒熱交換器(5B)へ選択的に流通させる第１切換手段(43,44) を備えている冷凍装置。
【請求項２】 第２冷媒熱交換器(5B)は、凝縮部(21B) が、第１冷媒熱交換器(5A)の凝縮部(21A) の下流側に直列に接続される一方、低温側冷媒回路(4) は、冷媒が第１冷媒熱交換器(5A)から第２冷媒熱交換器(5B)をバイパスして利用側熱交換器(24)に流れるようにバイパス通路(26)を備え、低温側冷媒回路(4) は、冷媒がバイパス通路(26)を通って第１冷媒熱交換器(5A)の凝縮部(21A) と利用側熱交換器(24)とを循環する第１モードと、該冷媒が両冷媒熱交換器(5A,5B) の凝縮部(21A,21B) と利用側熱交換器(24)とを循環する第２モードとを切り換える第２切換手段(27,28) を備えている請求項１記載の冷凍装置。
【請求項３】 第２冷凍回路(2) が、空調設備用の冷凍回路である請求項１記載の冷凍装置。
【請求項４】 第１冷媒熱交換器(5A)は、送風機によって、冷凍設備(6) の庫内へ送風可能に構成されている請求項１記載の冷凍装置。
【請求項５】 第２冷媒熱交換器(5B)は、送風機によって、冷凍設備(6) の庫内へ送風可能に構成されている請求項１または４記載の冷凍装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍装置に関し、特に、二元冷凍サイクルの冷凍装置において熱源機器が停止した際の運転継続策に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、冷凍装置には、特開平９−２１０５１５号公報に開示されているように、高温側冷媒回路と低温側冷媒回路とが冷媒熱交換器を介して接続されて蒸気圧縮式の二元冷凍サイクルに構成されたものがある。具体的に、高温側冷媒回路は、圧縮機と熱源側熱交換器と膨張弁と冷媒熱交換器の蒸発部とが冷媒配管で順に接続されて成る閉回路に構成され、低温側冷媒回路は、圧縮機と冷媒熱交換器の凝縮部と膨張弁と利用側熱交換器とが冷媒配管で順に接続されて成る閉回路に構成されている。
【０００３】この二元冷凍サイクルの冷凍装置は、例えば、スーパーマーケットやコンビニエンスストア等の商店に設けられる冷凍食品用のショーケースなどの冷凍設備に適用されている。ショーケースには、庫内の食品等の陳列空間と、この陳列空間との間で空気を循環させるための空気通路が形成されている。そして、この空気通路に、上記利用側熱交換器が送風機によって庫内へ送風可能に配置されている。
【０００４】ショーケースの運転時は、高温側冷媒回路と低温側冷媒回路のそれぞれで冷媒が循環し、冷媒熱交換器において、両冷凍回路の冷媒間での熱交換が行われる。低温側冷媒回路について見ると、圧縮機から吐出された冷媒は、冷媒熱交換器で凝縮した後、膨張弁で減圧し、さらにショーケース内の利用側熱交換器において空気通路を流れる空気との間で熱交換を行って蒸発し、該空気を冷却する。そして、この冷却された空気が、空気通路から庫内の陳列空間に供給されて、食品が所定の低温度に保持され、その鮮度が維持される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このように構成された従来のショーケースでは、熱源側の圧縮機等の機器に故障が発生すると、利用側の機器が正常でも運転が停止してしまう。このため、従来は、運転を継続している他のショーケースに商品を移すなどの手段を講じているが、そうすると冷凍や冷蔵の負荷が大きくなって、商品の品質を十分に維持できなくなる問題があった。特に冷凍ショーケースが停止した場合は、商品を冷蔵ショーケースなどに移しても十分に保存できない問題があった。
【０００６】本発明は、このような問題点に鑑みて創案されたものであり、その目的とするところは、ショーケース等に適用された二元冷凍サイクルの冷凍装置において熱源側の機器が停止した場合でも、冷凍運転を継続できるようにして、商品の品質を維持できるようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、二元冷凍サイクルの冷凍装置において熱源側の機器が停止した場合には、空調設備などに備えられている単元冷凍サイクルの冷凍回路を利用して高温側冷媒回路を構成し、二元冷凍サイクルの運転を継続できるようにしたものである。
【０００８】具体的に、本発明が講じた第１の解決手段は、高温側冷媒回路(3) と低温側冷媒回路(4) とが第１冷媒熱交換器(5A)を介して接続されて二元冷凍サイクルに構成された冷凍設備(6) 用の第１冷凍回路(1) と、単元冷凍サイクルに構成された第２冷凍回路(2) と、上記低温側冷媒回路(4) に接続された第２冷媒熱交換器(5B)とを備え、該第２冷媒熱交換器(5B)が、第２冷凍回路(2) の液配管(36a) と吸入側ガス配管(36b) に連絡配管(41,42) を介して接続され、さらに、第２冷凍回路(2) の冷媒を、該連絡配管(41,42) を介して第２冷媒熱交換器(5B)へ選択的に流通させる第１切換手段(43,44) を備えた構成としたものである。
【０００９】また、本発明が講じた第２の解決手段は、上記第１の解決手段において、第２冷媒熱交換器(5B)の凝縮部(21B) が、第１冷媒熱交換器(5A)の凝縮部(21A) の下流側に直列に接続される一方、低温側冷媒回路(4) に、冷媒が第２冷媒熱交換器(5B)をバイパスして第１冷媒熱交換器(5A)から利用側熱交換器(24)に流れるようにバイパス通路(26)を設け、さらに、低温側冷媒回路(4) に、冷媒がバイパス通路(26)を通って第１冷媒熱交換器(5A)の凝縮部(21A) と利用側熱交換器(24)とを循環する第１モードと、該冷媒が両冷媒熱交換器(5A,5B) の凝縮部(21A,21B) と利用側熱交換器(24)とを循環する第２モードとを切り換える第２切換手段(27,28) を設けたものである。
【００１０】また、本発明が講じた第３の解決手段は、上記第１の解決手段において、空調設備用の冷凍回路を、第２冷凍回路(2) として用いたものである。
【００１１】また、本発明が講じた第４の解決手段は、上記第１の解決手段において、第１冷媒熱交換器(5A)を、送風機によって、冷凍設備(6) の庫内へ送風可能に構成したものであり、本発明が講じた第５の解決手段は、上記第１または第４の解決手段において、第２冷媒熱交換器(5B)を、送風機によって、冷凍設備(6) の庫内へ送風可能に構成したものである。
【００１２】−作用−上記第１の解決手段では、通常は、第１冷凍回路(1) での、第１冷媒熱交換器(5A)を用いた二元冷凍サイクルの運転動作により、冷凍ショーケース(6) などの冷凍設備の庫内が所定の低温に維持される。一方、この第１冷凍回路(1) の高温側冷媒回路(3) で使用されている熱源機器(11)が故障などで停止すると、第１切換手段(43,44) により、第２冷凍回路(2) の冷媒を、連絡配管(41,42) を介して第２冷媒熱交換器(5A)へ流すことができる。そうすると、第２冷凍回路(2) の熱源機器(31)と第２冷媒熱交換器(5B)とで高温側冷媒回路が構成されることになり、低温側冷媒回路(4) において、通常時と同様に低段側の運転が継続される。
【００１３】また、上記第２の解決手段では、第２切換手段(27,28) を第１モードに設定すると、低温側冷媒回路(4) において、冷媒はバイパス通路(26)を通って第１冷媒熱交換器(5A)の凝縮部(21A) と利用側熱交換器(24)との間を循環する。このため、第１冷凍回路(1) の高温側冷媒回路(3) を使って、二元冷凍サイクルの運転動作を行うことができる。
【００１４】また、第２切換手段(27,28) を第２モードに設定すると、低温側冷媒回路(4)において、冷媒は、両冷媒熱交換器(5A,5B) の凝縮部(21A,21B) と利用側熱交換器(24)とを循環することになる。このため、高温側冷媒回路(3) で冷媒が循環したまま、第２冷凍回路(2) から第２冷媒熱交換器(5B)に冷媒を供給すると、低温側冷媒回路(4) において、第１，第２冷媒熱交換器(5A,5B) の両方で冷媒を熱交換させることができるので、凝縮能力が増大し、該冷媒の過冷却度が大きくなる。また、この第２モードでは、高温側冷媒回路(3) の熱源機器(11)が停止した場合に、第２冷凍回路(2) から第２冷媒熱交換器(5B)に冷媒を供給すると、通常時と同様の二元冷凍サイクルの運転ができる。
【００１５】また、上記第３の解決手段では、スーパーマーケットやコンビニエンスストアなどの商店で設けられている空調設備用の冷凍回路(2) を利用して、ショーケース(6) などの冷凍設備の運転が継続される。
【００１６】また、上記第４の解決手段では、仮に低温側冷媒回路(4) の圧縮機(22)が停止した場合に、高温側冷媒回路(1) でのみ冷媒を循環させながら、第１冷媒熱交換器(5A)の送風機を作動させると、該第１冷媒熱交換器(5A)において冷媒と空気との間で熱交換が生じて低温の空気が生成され、この低温の空気がショーケース(6) などの庫内に供給される。
【００１７】また、上記第５の解決手段では、低温側冷媒回路(4) の圧縮機(22)が停止した場合に、第２冷凍回路(2) の冷媒を第２冷媒熱交換器(5B)の蒸発部(13B) に流しながら、該第２冷媒熱交換器(5B)の送風機を作動させると、該第２冷媒熱交換器(5B)において冷媒と空気との間で熱交換が生じて低温の空気が生成され、この低温の空気がショーケース(6) などの庫内に供給される。
【００１８】
【発明の効果】上記第１の解決手段によれば、第１冷凍回路(1) の高温側冷媒回路(3) で使用している熱源機器(11)が故障などで停止した際に、第２冷凍回路(2) の熱源機器(31)と第２冷媒熱交換器(5B)とで応急的に高温側冷媒回路を構成して該第２冷媒熱交換器(5B)へ冷媒を供給し、二元冷凍サイクルの運転を継続できるので、冷凍ショーケース(6) などの運転を継続できる。したがって、冷凍ショーケース(6)などに陳列された食品等を別のショーケースなどに移さなくても、品質を応急的に維持できる。また、このように食品等を別のショーケースに移さなくてよいので、別のショーケースの負荷が大きくなることもない。
【００１９】また、上記第２の解決手段によれば、第２切換手段(27,28) を第２モードに設定し、高温側冷媒回路(3) で冷媒を循環させたまま、第２冷凍回路(2) から第２冷媒熱交換器(5B)に冷媒を供給すると、低温側冷媒回路(4) の冷媒の過冷却度が上昇するので、冷凍装置の能力を一時的に高めることができる。このことは、例えば除霜運転を行って利用側熱交換器(24)の温度が高くなった後に急速に冷凍を行う場合などに、効果的に利用できる。従来は、このような急速冷凍時の負荷に備えて、一般に容量に余裕のある機器を使用していたので、通常の運転時に機器容量に無駄が生じることになっていたが、本解決手段によればそのような無駄が生じないことから、装置の小型化を図ることができる。
【００２０】また、上記第３の解決手段によれば、例えばコンビニエンスストアで冷凍ショーケース(6) などに用いられている熱源機器(11)が停止した場合でも、空調設備用の第２冷凍回路(2) を利用して、該ショーケース(6) に陳列された食品等の品質を応急的に維持できる。
【００２１】また、上記第４及び第５の解決手段によれば、低温側冷媒回路(4) の圧縮機(22)が停止した場合であっても、第１冷媒熱交換器(5A)及び第２冷媒熱交換器(5B)を利用して単元冷凍サイクルの冷凍運転を行えるようにしているので、冷凍ショーケース(6) などの庫内の温度は幾分上昇する（高段側のみでの動作となるため）ものの、食品等の品質が急速に低下するのは防止できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２３】本実施形態の冷凍装置は、図１に示すように、第１冷凍回路(1) と第２冷凍回路(2) とを備えている。第１冷凍回路(1) は、高温側冷媒回路(3) と低温側冷媒回路(4) とが、第１冷媒熱交換器(5A)を介して接続されて蒸気圧縮式の二元冷凍サイクルに構成され、第２冷凍回路(2) は、蒸気圧縮式の単元冷凍サイクルに構成されている。また、第１冷凍回路(1) は、冷凍ショーケース(6) などの冷凍設備用の冷凍回路として構成され、第２冷凍回路(2) は、空調設備用の冷凍回路として構成されている。
【００２４】第１冷凍回路(1) は、圧縮機(11)と熱源側熱交換器(12)とを有する熱源ユニット(7) と、この熱源ユニット(7) に対して並列に接続された、上述の複数の第１冷媒熱交換器(5A)とを備えている。各第１冷媒熱交換器(5A)は、高温側冷媒回路(3) 用の蒸発部(13A) と、低温側冷媒回路(4) 用の凝縮部(21A) とを一体に備え、蒸発部(13)の上流側には、膨張弁(14A) が設けられている。
【００２５】熱源ユニット(7) の圧縮機(11)及び熱源側熱交換器(12)と、この第１冷媒熱交換器(5A)側の膨張弁(14A) 及び蒸発部(13A) とが、冷媒配管(15)により接続されて、上記高温側冷媒回路(3) が閉回路に構成されている。なお、この高温側冷媒回路(3) 中、熱源ユニット(7) に含まれている(16)と(17)は、それぞれ、アキュムレータと逆止弁であり、(18)は冷媒配管(15)の継手を示している。低温側冷媒回路(4) は、圧縮機(22)と、第１冷媒熱交換器(5A)の凝縮部(21A) と、膨張弁(23)と、利用側熱交換器(24)とを冷媒配管(25)で接続することによって、閉回路に構成されている。
【００２６】また、第２冷凍回路(2) は、圧縮機(31)と、室外熱交換器(32)と、室外膨張弁(33)と、室内膨張弁(34)と、室内熱交換器(35)とが、冷媒配管(36)により閉回路に接続されて構成されている。圧縮機(31)の吐出側の冷媒配管(36) には四路切換弁(37)が設けられ、冷媒の循環方向を、冷房運転を行う正サイクルと、暖房運転を行う逆サイクルとに切り換えられるようになっている。
【００２７】なお、室内膨張弁(34)と室内熱交換器(35)は室内機(8) 中に設けられ、各室内機(8) は、圧縮機(31)と室外熱交換器(32)と膨張弁(33)とを含む室外機(9) に対して並列に接続され、室外機(9) には、アキュムレータ(38)も含まれている。また、この第２冷凍回路(2) 中、(39)は電磁弁、(40)は冷媒配管(36)の継手を示している。
【００２８】一方、第１冷凍回路(1) には、第２冷媒熱交換器(5B)が含まれている。この第２冷媒熱交換器(5B)は、低温側冷媒回路(4) に接続された凝縮部(21B) と、第２冷凍回路(2) に接続された蒸発部(13B) を一体的に備え、蒸発部(13B) の上流側には膨張弁(14B) が配置されている。
【００２９】この第２冷媒熱交換器(5B)は、蒸発部(13B) が、第２冷凍回路(2) の液配管(36a) と吸入側ガス配管(36b) に連絡配管(41,42) を介して接続されている。この連絡配管(41,42) には、第２冷凍回路(2) の冷媒を、第２冷媒熱交換器(5B)へ選択的に流通させるための第１切換手段として、電磁弁(43,44) が設けられている。
【００３０】また、第２冷媒熱交換器(5B)の凝縮部(21B) は、第１冷媒熱交換器(5A)の凝縮部(21A) の下流側に直列に接続されている。低温側冷媒回路(4) には、冷媒が、第１冷媒熱交換器(5A)の凝縮部(21A) から、第２冷媒熱交換器(5B)の凝縮部(21B) をバイパスして利用側熱交換器(24)に流れるようにするためのバイパス通路(26)が設けられている。そして、低温側冷媒回路(4) には、冷媒がバイパス通路(26)を通って第１冷媒熱交換器(5A)の凝縮部(21A) と利用側熱交換器(24)との間を循環する第１モードと、冷媒が両冷媒熱交換器(5A,5B) の凝縮部(21A,21B) と利用側熱交換器(24)との間を循環する第２モードとを切り換える第２切換手段として、電磁弁(27,28) が設けられている。なお、第２冷媒熱交換器(5B)の凝縮部(21B) の下流側には、逆止弁(30)が設けられている。
【００３１】本実施形態では、利用側熱交換器(24)がショーケース(6) の空気通路に設けられているのに加えて、第１冷媒熱交換器(5A)もショーケース(6) の空気通路に設けられている。そして、これらの熱交換器(5A,24) は、図示しない送風機によって、ショーケース(6) 内の食品等の陳列空間へ冷風を供給できるように構成されている。
【００３２】−運転動作−次に、この冷凍装置の運転動作について説明する。
【００３３】（冷房運転モード）図２から図４は、第２冷凍回路(2) を冷房運転モードにしている状態を示し、図２は、両冷凍回路(1,2) ともに正常に運転が行われている状態を示している。
【００３４】このとき、第２冷凍回路(2) では、室外膨張弁(33)は全開で、室内膨張弁(34)は過熱度等の開度制御される。また、電磁弁(39)は開かれているが、連絡配管(41,42) に設けた電磁弁(43,44) は、いずれも閉じられている。そして、圧縮機(31)から吐出された高圧ガス冷媒は、四路切換弁(37)を経て室外熱交換器(32)に入り、該室外熱交換器(32)において凝縮して液化する。この液冷媒は、室内膨張弁(34)で減圧された後、室内熱交換器(35)で室内空気を冷却して蒸発し、ガス冷媒となって圧縮機(31)へ戻る。この循環を繰り返すことにより、室内が冷房される。
【００３５】一方、第１冷凍回路(1) では、第２切換手段である電磁弁(27,28) を第１モードにしておけば、高温側冷媒回路(3) 内を冷媒が循環しながら、各低温側冷媒回路(4) では、冷媒がバイパス通路(26)を通って第１冷媒熱交換器(5A)と利用側熱交換器(24)の間を循環し、各冷媒熱交換器(5A)において両冷媒回路(3,4) の冷媒間で熱交換が行われる。そして、低温側冷媒回路(4) では、この冷媒熱交換器(5A)の凝縮部(21)で凝縮して液化した冷媒が、膨張弁(23)で減圧された後に利用側熱交換器(24)で蒸発してショーケース(6) 内の空気を冷却する。このようにして各ショーケース(6) 毎に二元冷凍サイクルの冷凍運転が行われて、各ショーケース(6) 内の食品等が所定の低温に維持される。
【００３６】また、第２切換手段(27,28) を第２モードに設定すると、低温側冷媒回路(4)において、冷媒は、両冷媒熱交換器(5A,5B) の凝縮部(21A,21B) と利用側熱交換器(24)とを循環することになる。このため、高温側冷媒回路(3) で冷媒が循環したまま、第２冷凍回路(2) から第２冷媒熱交換器(5B)にも冷媒を供給すると、低温側冷媒回路(4) において、冷媒が第１，第２冷媒熱交換器(5A,5B) の両方で熱交換するので、冷媒の過冷却度を高めて、冷凍装置の能力を一時的に高めることができる。このため、容量に余裕のある機器を用いなくても、除霜運転後に急速に冷凍を行うことが可能であり、装置の小型化を図ることが可能となる。
【００３７】図３は、第１冷凍回路(1) の熱源ユニット(7) が故障などで停止した際の運転動作を示している。このとき、各第２冷媒熱交換器(5B)の蒸発部(13B) に、第２冷凍回路(2) の圧縮機(31)から冷媒が供給されるように、電磁弁(43,44) が開かれ、電磁弁(39)が閉じられる。なお、電磁弁(39)を閉じると冷房運転は停止することになるが、電磁弁(39)を全閉にせずに冷媒を室内機(8) 側にも流すようにすれば、能力は低下するものの、冷房運転を継続することが可能である。また、低温側冷媒回路(4) の電磁弁(27,28) は、冷媒が冷媒配管(25)中で両冷媒熱交換器(5A,5B) の凝縮部(21A,21B) と利用側熱交換器(24)とを循環する第２モードになるように切り換えられる。
【００３８】この図３の状態では、第２冷凍回路(2) の圧縮機(31)から吐出されたガス冷媒は、室外熱交換器(32)において液冷媒となった後、全開の膨張弁(33)と電磁弁(43)とを経て各第２冷媒熱交換器(5B)の蒸発部(13B) に送られる。各第２冷媒熱交換器(5B)において低温側冷媒回路(4) の冷媒と熱交換してガス化した冷媒は、電磁弁(44)及びアキュムレータ(38)を経て第２冷凍回路(2) の圧縮機(31)に吸入され、１サイクルが完了する。また、低温側冷媒回路(4) では、冷媒が第１冷媒熱交換器(5A)の蒸発部(21A) から第２冷媒熱交換器(5B)の蒸発部(21B) を通って利用側熱交換器(24)へ流れる際に、第２冷媒熱交換器(5B)で第２冷凍回路(2) の冷媒と熱交換するので、各ショーケース(6) 毎に二元冷凍サイクルの冷凍運転が行われていることになり、各ショーケース(6) の庫内が所定温度に維持される。
【００３９】次に、図４は、第１冷凍回路(1) 中、低温側冷媒回路(4) の圧縮機(22)が故障などで停止した際の運転動作を示している。このとき、低温側冷媒回路(4) は停止するが、高温側冷媒回路(3) で冷媒を循環させながら第１冷媒熱交換器(5A)の送風機を作動させておくと、高温側冷媒回路(3) の冷媒と空気との間で熱交換を生じさせて該空気を冷却し、冷風を庫内に送ることができる。この場合、第１冷凍回路(1) は高段側のみの動作となるので、ショーケース(6) 内の温度は幾分上昇するが、食品等の鮮度が低下するのを応急的に抑えることは可能である。
【００４０】なお、第２冷媒熱交換器(5B)もショーケース(6) 内に設けておけば、仮に第１冷凍回路(1) 中、高温側冷媒回路(3) の圧縮機(11)と低温側冷媒回路(4) の圧縮機(22)の両方が停止した場合でも、第２冷凍回路(2) の圧縮機(31)と第２冷媒熱交換器(5B)との間で冷媒を循環させながら、該第２冷媒熱交換器(5B)の送風機を作動させると、同様に冷風を庫内に送れるので、食品の鮮度が低下するのを応急的に抑えることができる。
【００４１】（暖房運転モード）図５から図７は、第２冷凍回路(2) を暖房運転モードにしている状態を示し、図５は、両冷凍回路(2) ともに正常に運転が行われている状態を示している。
【００４２】このとき、第２冷凍回路(2) では、室内膨張弁(34)が全開で、室外膨張弁(33)が過熱度等の開度制御される。また、電磁弁(39)は開かれているが、連絡配管(41,42) に設けた電磁弁(43,44) は、いずれも閉じられている。そして、圧縮機(31)から吐出された高圧ガス冷媒は、四路切換弁(37)を経て室内熱交換器(35)に入り、該室内熱交換器(35)において室内空気と熱交換して凝縮し、液化する。この熱交換の際に暖められた空気が室内に吹き出され、室内が暖房される。一方、室内熱交換器(35)を出た液冷媒は、室外膨張弁(33)で減圧された後、室外熱交換器(32)で蒸発してガス冷媒となり、四路切換弁(37)とアキュムレータ(38)を介して圧縮機(31)へ戻る。暖房運転中は以上の動作を繰り返すことになる。
【００４３】一方、第１冷凍回路(1) では、冷房運転モードのときと同様に、高温側冷媒回路(3) と各低温側冷媒回路(4) において、それぞれ冷媒が循環し、各第１冷媒熱交換器(5A)において、両冷媒回路(3,4) の冷媒間で熱交換が行われる。また、低温側冷媒回路(4) では、第２切換手段である電磁弁(27,28) が第１モードに切り換えられるので、冷媒は、バイパス通路(26)を通って第１冷媒熱交換器(5A)と利用側熱交換器(24)の間を循環する。したがって、冷媒は、この冷媒熱交換器(5A)で凝縮して液化し、さらに膨張弁(23)で減圧された後に利用側熱交換器(24)で蒸発してショーケース(6) 内の空気を冷却する。このようにして各ショーケース(6) 毎に二元冷凍サイクルの運転が行われるので、各ショーケース(6) 内の食品等が所定の低温に維持される。
【００４４】なお、図２において説明したのと同様に、除霜運転後に急速冷凍が必要な場合などには、低温側冷媒回路(4) において電磁弁(27,28) を第２モードに設定して両方の冷媒熱交換器(5A,5B) に冷媒を循環させながら、第２冷凍回路(2) から第２冷媒熱交換器(5B)へも冷媒を供給すると、低温側冷媒回路(4) の冷媒の過冷却度を上げて、能力を高めることができる。
【００４５】図６は、第１冷凍回路(1) の熱源ユニット(7) が故障などで停止した際の運転動作を示している。このとき、第２冷凍回路(2) の冷媒は、室内熱交換器(35)を通って室内空気を暖めた後、電磁弁(39,43) を介して第２冷媒熱交換器(5B)の蒸発部(13B) に送られ、凝縮部(21B)を流れる低温側冷媒回路(4) の冷媒と熱交換してガス化した後に電磁弁(44)とアキュムレータ(38)を通って第２冷凍回路(2)の圧縮機(31)へ戻る。なお、この運転動作中、室外熱交換器(32)へ冷媒が流れないように、室外膨張弁(33)は全閉に制御される。
【００４６】このとき、低温側冷媒回路(4) では、図３と同様に、電磁弁(27,28) が第２モードに切り換えられ、冷媒が両熱交換器(5A,5B) の凝縮部(21A,21B) を通って利用側熱交換器(24)へ流れている。したがって、各ショーケース(6) 毎に二元冷凍サイクルの運転が行われるので、各ショーケース(6) 内が所定の温度に維持される。しかも、この場合には、暖房運転も継続して行うことが可能であるという利点がある。
【００４７】なお、この運転動作中に、システム全体として蒸発器が不足している場合は、室外膨張弁(33)の開度を制御して蒸発器と凝縮器のバランスを調整するとよい。
【００４８】図７は、第１冷凍回路(1) 中、低温側冷媒回路(4) の圧縮機(22)が故障などで停止した際の運転動作を示している。このとき、第１冷凍回路(1) の運転動作は図４の状態と同じであり、高温側冷媒回路(3) で冷媒を循環させながら第１冷媒熱交換器(5A)の送風機を作動させておくことにより、高温側冷媒回路(3) の冷媒と空気との間で熱交換を生じさせて空気を冷却し、冷風を庫内に送ることができる。この場合も、図４の例と同じく、第１冷凍回路(1) は高段側のみの動作となるので、ショーケース(6) 内の温度は幾分上昇するが、食品等の鮮度が低下するのを応急的に抑えることは可能である。
【００４９】さらに、第２冷媒熱交換器(5B)をショーケース(6) 内に配置しておけば、第１冷凍回路(1) 中、高温側冷媒回路(3) の圧縮機(11)と低温側冷媒回路(4) の圧縮機(22)の両方が停止した場合でも、第２冷凍回路(2) の圧縮機(31)から室内熱交換器(35)を通った冷媒を第２冷媒熱交換器(5B)に循環させながら、該第２冷媒熱交換器(5B)の送風機を作動させることにより、冷風を庫内に送れるので、同様に食品の鮮度が低下するのを応急的に抑えることができる。
【００５０】−実施形態の効果−本実施形態によれば、例えばコンビニエンスストアにおいて、高温側冷媒回路(3) の圧縮機(11)が停止したときでも、空調設備用の第２冷凍回路(2) を利用してショーケース(6) の庫内へ冷風を継続して供給することが可能となる。したがって、商品を他のショーケースに移さずに、商品の品質を維持できる。
【００５１】また、低温側冷媒回路(4) の圧縮機(22)が停止した場合でも、第１冷媒熱交換器(5A)の蒸発部(13A) に高温側冷媒回路(3) の冷媒を流しながら該第１冷媒熱交換器(5A)の送風機を作動させるか、または第２冷凍回路(2) の冷媒を第２冷媒熱交換器(5B)の蒸発部(13B) に流しながら該第２冷媒熱交換器(5B)の送風機を作動させるか、これらを両方同時に行うことによって、食品等の品質の低下を応急的に防止できる。特に、両方を同時に行えるようにしておくことは、設置スペースに余裕のある冷凍倉庫などの冷凍設備では比較的容易であり、応急運転を行えるようにするための構成として効果的である。
【００５２】なお、従来、コンビニエンスストアなどの比較的小規模の商店では、冷凍ショーケース(6) と冷蔵ショーケースなどの冷凍設備の熱源機器は、通常は各１台程度で、熱源機器が故障するとどちらか一方の温度帯のショーケースしか使えなくなっていた。このため、冷凍側の熱源機器が故障した場合、商品を冷蔵ショーケースに移しても商品を十分な期間保存できなかったが、本実施形態では、空調設備用の熱源機器(31)を利用して、二元冷凍サイクルの運転を継続できるようにしているので、少なくとも冷凍ショーケース(6) の運転を継続することが可能であり、商品の保存に効果的である。
【００５３】
【発明のその他の実施の形態】本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００５４】例えば、両冷媒熱交換器(5A,5B) は、三重管の熱交換器を用いて一体に形成することができる。この場合、中央を凝縮部(21A,21B) とし、内側を第２冷媒熱交換器(5B)の蒸発部(13B) とし、外側を第１冷媒熱交換器(5A)の蒸発部(13A) とすればよい。また、三重管の熱交換器の代わりに、三流体用のプレート熱交換器を用いて、両冷媒熱交換器(5A,5B) を一体に形成することも可能である。このようにして２台の冷媒熱交換器(5A,5B) を一体に形成すれば、機器スペースを小さくでき、ショーケース(6) 内への設置が容易になる。
【００５５】また、図６に示した運転状態（暖房運転モードで、高温側冷媒回路(3) の熱源ユニット(7) が停止した状態）において、サーモオフ運転のときには、冷媒の循環方向を逆にして室外熱交換器(32)で冷媒を凝縮するとよい。また、暖房運転時に空調を諦めて、室外熱交換器(32)を凝縮器として使用することも可能である。
【００５６】また、上記実施形態では、各利用側熱交換器(24)に加えて、各第１冷媒熱交換器(5A)もショーケース(6) の空気通路に設けているが、第１冷媒熱交換器(5A)は、場合によってはショーケース(6) の外に配置して、ショーケース(6) 内の冷却に使用しない構成としてもよい。
【００５７】また、上記実施形態は、第１冷凍回路(1) が冷凍ショーケース(6) 用に構成されたものであるが、第１冷凍回路(1) には、冷蔵ショーケースや、弁当、おにぎり、調理パン等のいわゆる米飯用ショーケースなどを混在させてもよい。これらのショーケースは、冷凍ショーケース(6) に比較すると幾分高温の冷蔵用機器であるから、第１冷凍回路(1) に、単元冷凍サイクルの回路を混在させるとよい。
【００５８】具体的には、第１冷凍回路(1) 中に、熱源側冷媒回路(3) の圧縮機(11)と熱源側熱交換器(12)を共用して単元冷凍サイクルを行うように、該圧縮機(11)と熱源側熱交換器(12)とに対し、冷媒熱交換器(5A)と並列に、第２の利用側熱交換器（図示せず）を接続することができる。
【００５９】なお、この第２の利用側熱交換器に対して、冷媒を、第１冷凍回路(1) の高温側冷媒回路(3) からと、第２冷凍回路(2) から、切り換えて流せるようにしておけば、第１冷凍回路(1) の熱源ユニット(7) が停止した場合でも、冷凍ショーケース(6) だけでなく、冷蔵ショーケースの運転も継続でき、食品等を継続して適温で保存できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２８５３
【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年１２月２５日（１９９８．１２．２５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７７９３１
【弁理士】
【氏名又は名称】前田 弘 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１９３３３９（Ｐ２０００−１９３３３９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年７月１４日（２０００．７．１４） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３６９５３８ |
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