JP3499171B2 - 蓄熱式冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、食品等を冷却保
存する冷蔵ショーケース等を冷却する冷凍サイクルにお
いて、蓄積された冷熱（蓄熱）を利用することにより、
熱源機の電力負荷の平準化や熱源機容量の削減を図ると
ともに、食品保存に伴う電力料金を削減する蓄熱式冷却
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は、第１の従来の蓄熱式冷却装置の
概略構成を示すブロック図である。図８に示す蓄熱式冷
却装置においては、蓄冷運転と蓄冷利用運転の二つの運
転モードがあり、まず、蓄冷運転の動作について説明す
る。蓄冷運転は、開閉弁ＳＶ１およびＳＶ３を開けると
ともにＳＶ２を閉じ、二つの冷蔵用ショーケースと冷蔵
用熱交換器ユニット１２０の蓄冷用熱交換器１２１とに
並列に液冷媒を流すことによっておこなわれる。

【０００３】具体的には、これら開閉弁ＳＶ１、ＳＶ２
およびＳＶ３の操作によって、熱交換器１０５ａおよび
膨張弁１０４ａを備えた第１の冷蔵用ショーケースと、
熱交換器１０５ｂおよび膨張弁１０４ｂを備えた第２の
冷蔵用ショーケースと、蓄冷用熱交換器１２１と、が互
いに並列接続され、さらにこれら並列接続された構成に
冷蔵用冷凍機（圧縮機、熱源側熱交換器等から構成され
るユニット）が接続される。

【０００４】ここで、蓄冷用熱交換器１２１は、他方の
蓄冷用熱交換器１２２を流れるブライン（不凍液）を氷
点下に冷却させる。この冷却されたブラインは、ブライ
ンポンプ１１０によって蓄熱槽１４０内の蓄熱熱交換器
１４１に循環され、これにより蓄熱槽１４０内は冷熱を
蓄えること（蓄熱）ができる。なお、この蓄熱は、蓄熱
槽１４０内に満たされた蓄熱材である水を凍結させるこ
とにより、すなわち氷の形態を維持することによって達
成される。

【０００５】一方、冷蔵用ショーケース側においても液
冷媒が循環しているため、ショーケース内部も冷却され
る。よって、この蓄冷運転では、蓄熱槽１４０への蓄熱
をおこないつつ、同時に冷蔵用ショーケース内部の食品
の冷却もおこなっている。しかしながら、業務上、冷蔵
用ショーケース内部の食品の冷却を優先させることが必
要となるため、この優先処理をおこなうものとして、蓄
冷用熱交換器１２１の出口側に、吸入圧力調整弁ＳＰＲ
が設置されている。

【０００６】吸入圧力調整弁ＳＰＲは、ショーケースの
冷却負荷が大きくなった場合、蓄冷用熱交換器１２１に
流れる冷媒量を少なくするため、調整弁を閉じるように
動作するものである。なお、この調整弁は、ショーケー
スの冷却負荷が増大すると、これにともなってショーケ
ース側の圧力が高くなることから、この圧力変化に応じ
て決定される量だけ閉じられる。これにより、ショーケ
ース側の冷媒流量が確保され、ショーケース内部をより
冷却することができる。

【０００７】また、吸入圧力調整弁ＳＰＲは、逆にショ
ーケースの冷却負荷が小さくなった場合には、ショーケ
ース側の圧力が低くなることから、この圧力に応じた量
だけ調整弁を開き、蓄冷用熱交換器１２１に流れる冷媒
量を増加させる。これにより、蓄熱槽１４０内において
十分な蓄熱をおこなうことができる。

【０００８】つぎに、蓄冷利用運転の動作について説明
する。蓄冷利用運転時には、開閉弁ＳＶ１およびＳＶ３
を閉じるとともにＳＶ２を開き、二つの並列に接続され
た冷蔵用ショーケースと冷蔵用熱交換器ユニット１２０
の放冷用熱交換器１２３とに直列に液冷媒を流すことに
よっておこなわれる。

【０００９】ここで、放冷用熱交換器１２３は、他方の
放冷用熱交換器１２４に流れるブラインによって冷却さ
れる。なお、この冷却は、放冷用熱交換器１２４に流れ
るブラインが、ブラインポンプ１１０によって蓄熱熱交
換器１４１へと循環されるとともに、蓄熱槽１４０内の
氷によって冷却されることにより果たされている。

【００１０】この放冷用熱交換器１２３の冷却によっ
て、冷蔵用冷凍機１０１ａから流入した液冷媒が過冷却
され、この過冷却された液冷媒が膨張弁１０４ａ、１０
４ｂにおいて絞られることで低圧低温の二相冷媒とな
り、各冷蔵用ショーケースの内部の食品が冷却保存され
る。

【００１１】また、この際、蓄熱槽１４０内の蓄熱熱交
換器１４１を介して冷却されたブラインは、冷凍用熱交
換器１３２にも循環し、冷凍用熱交換器１３１に流れる
液冷媒をも過冷却させることができる。これにより、熱
交換器１０５ｃおよび膨張弁１０４ｃを備えた冷凍用シ
ョーケースに対しても蓄冷利用運転が可能となってい
る。

【００１２】このようにして、たとえば夜間等に冷蔵用
ショーケースの冷却負荷が小さくなった場合に、この冷
却負荷の低下に応じて生じる冷蔵用冷凍機の余剰能力を
利用することにより、蓄熱槽１４０内に冷熱を蓄えるこ
とができる。そして、昼間等の冷却負荷の大きい時間帯
に、蓄熱槽１４０の蓄熱を利用することにより、液冷媒
の過冷却を得ることができる。この蓄熱の利用により、
昼間に必要となる冷凍機容量を削減することができると
ともに、夜間電力の有効利用と昼間電力の需要削減、い
わゆる電力負荷平準化が図られている。

【００１３】また、第２の従来の蓄熱式冷却装置とし
て、たとえば、特開昭６４−１００６２号公報に開示の
「蓄熱式空気調和装置」が知られている。図９は、この
「蓄熱式空気調和装置」の概略構成を示すブロック図で
ある。図９に示す「蓄熱式空気調和装置」は、同じ構成
の二つの空調ユニットＸを有し、各空調ユニットＸは、
それぞれ１台の室外ユニットＡに対して、１台の室内ユ
ニットＢが接続された、いわゆるセパレート型の構造と
なっている。

【００１４】そして、上記した室外ユニットＡには、圧
縮機２０１と、冷房運転時には図中実線に示すように、
また暖房運転時には図中破線に示すように接続を切り換
える第１四路切換弁２０２と、冷房運転時には凝縮器、
暖房運転時には蒸発器となる室外熱交換器２０３と、冷
房運転時には冷媒液量を調節し、暖房運転時には冷媒の
減圧機構となる第１流量制御弁２０４と、冷媒中の液冷
媒を除去するためのアキュムレータ２０７とが配置され
ている一方、上記室内ユニットＢには、冷房運転時に冷
媒の減圧機構となり、暖房運転時には冷媒液量を調節す
る減圧機構としての第２流量制御弁２０５と、冷房運転
時には蒸発器、暖房運転時には凝縮器となる室内熱交換
器２０６とが配置されている。

【００１５】上記した各機器２０１〜２０７は、冷媒配
管２０８ａおよび２０８ｂによって、冷媒の流通可能に
順次接続されており、室外熱交換器２０３で付与された
熱を室内熱交換器２０６での熱交換により室内空気に移
動させる主冷凍回路２１０が構成されている。

【００１６】一方、上記した室外ユニットＡに対して、
蓄熱媒体としての水を内蔵してなる共通の蓄熱槽２１２
が配置されている。この蓄熱槽２１２の水中には、蓄熱
媒体と配管内部の媒体との熱交換をおこなう第１コイル
２１３よりも短いコイル長を有する第２コイル２１４と
がそれぞれ１対ずつ設けられている。

【００１７】そして、上記した空調ユニットＸの主冷凍
回路２１０の第１流量制御弁２０４および第２流量制御
弁２０５間の液管２０８ａには冷媒の流れを開閉制御す
る電磁開閉弁２１５が介設されており、その電磁開閉弁
２１５と第１流量制御弁２０４との間の液管２０８ａお
よび第１四路切換弁２０２とアキュムレータ２０７との
間の吸入管２０８ｂからそれぞれ第１分岐管２１６ａお
よび２１６ｂが延びて、その一方の第１分岐管２１６ａ
は第３流量制御弁２１７を介して上記した蓄熱槽２１２
の第１コイル２１３の一方の接続口に、他方の第１分岐
管２１６ｂは第１コイル２１３の他方の接続口にそれぞ
れ接続され、蓄熱槽２１２内で蓄熱媒体である水と冷媒
との熱交換を可能にしている。

【００１８】また、上記した第１流量制御弁２０４と電
磁開閉弁２１５との間の液管２０８ａおよび電磁開閉弁
２１５と第２流量制御弁２０５との間の液管２０８ａか
らも第２分岐管２１８ａおよび２１８ｂがそれぞれ延び
ており、それらは上記した蓄熱槽２１２の第２コイル２
１４の両接続口に接続され、蓄熱槽２１２内の水と冷媒
との熱交換を可能にしている。

【００１９】さらに、一方の第１分岐管２１６ａおよび
室内熱交換器２０６と第１四路切換弁２０２との間の吸
入管２０８ｂに跨って、第２四路切換弁２１９が介設さ
れており、蓄熱運転、冷房運転等の運転モードに応じて
配管の接続を相互に切り換える構成となっている。

【００２０】このように、特開昭６４−１００６２号公
報に開示の「蓄熱式空気調和装置」によれば、１台の蓄
熱槽２１２を複数の空調ユニットＸで共通に利用してい
るので、各空調ユニット毎に蓄熱槽を配置したもののよ
うに、各空調ユニットの蓄熱槽の所要容量と規格容量と
の差に基づく剰余容量が集積されることがなく、装置全
体の容量を減少させることができるとともに、蓄熱槽２
１２の利用効率をも可及的に向上させることができる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た第１の従来の蓄熱式冷却装置においては、ブラインポ
ンプ、蓄冷用熱交換器、放冷用熱交換器、膨張タンク、
ブライン等が必要であり、設備が複雑かつ大型であるた
め、高価なものとなり、特に、比較的小規模なスーパー
マーケットやコンビニエンスストアなどには、適用でき
ないという問題点があった。

【００２２】また、上記した第２の従来の蓄熱式冷却装
置においては、第１の従来の蓄熱式冷却装置において必
要であったブラインポンプ、膨張タンク、ブラインが不
要であるため、構成が簡単で小型、安価な設備を実現す
ることができるが、夜間に負荷が全くなくなる空調用途
を対象とし、冷蔵用途のように夜間にも負荷がある場合
に対する考慮が全くなされていないため、室内熱交換器
を冷蔵用ショーケースに置き換えただけでは、蓄熱槽内
の蓄熱材の温度が高い場合に蓄熱用熱交換器に集中的に
冷媒が流れてしまい、冷蔵用ショーケースには全く冷媒
が流れずに食品の冷却保存ができないという問題があっ
た。

【００２３】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、冷蔵ショーケース等の利用側熱
交換器の冷却負荷を優先的に処理することができる上
に、比較的小規模のスーパーマーケットやコンビニエン
スストアにも適用可能であり、安価で簡単かつ小型の構
成の蓄熱式冷却装置を得ることを目的としている。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するため、この発明にかかる蓄熱式冷却装置
にあっては、第１の圧縮機、第１の熱源側熱交換器、第
１の減圧機および第１の利用側熱交換器を環状に接続す
ることで冷凍サイクルを構成する第１の冷却系と、冷熱
を蓄える第１の蓄熱熱交換器および蓄熱槽と、を具備し
た蓄熱式冷却装置であって、前記第１の蓄熱熱交換器を
前記第１の利用側熱交換器に並列に接続することによっ
て前記第１の利用側熱交換器の冷却運転と前記蓄熱槽の
蓄熱とを併行におこなう第２の運転モードと、前記第１
の蓄熱熱交換器を前記第１の利用側熱交換器に直列に接
続することによって前記第１の利用側熱交換器の冷却運
転をおこなうとともに当該第１の利用側熱交換器の冷却
能力を前記蓄熱槽における過冷却量に応じて増加させる
第３の運転モードと、の間を切り替える運転モード切替
手段を備えたものにおいて、前記第２の運転モードにお
いて、前記第１の蓄熱熱交換器への冷媒の流れを抑制し
前記第1の利用側熱交換器への冷媒の流れを優先させる
流量制御手段として、前記第１の蓄熱熱交換器の入口側
と出口側にそれぞれ設置された温度センサと、該第１の
蓄熱熱交換器の入口側に接続され該２つの温度センサの
検出温度の差に基づいて開度を制御される第１の蓄熱減
圧機を設けたことを特徴とする。この発明によれば、冷
蔵ショーケース等の利用側熱交換器の冷却負荷の処理を
蓄熱槽への蓄冷に対して優先させることができる。つぎ
の発明にかかる蓄熱式冷却装置にあっては、第１の圧縮
機、第１の熱源側熱交換器、第１の減圧機および第１の
利用側熱交換器を環状に接続することで冷凍サイクルを
構成する第１の冷却系と、冷熱を蓄える第１の蓄熱熱交
換器および蓄熱槽と、を具備した蓄熱式冷却装置であっ
て、前記第１の蓄熱熱交換器を前記第１の利用側熱交換
器に並列に接続することによって前記第１の利用側熱交
換器の冷却運転と前記蓄熱槽の蓄熱とを併行におこなう
第２の運転モードと、前記第１の蓄熱熱交換器を前記第
１の利用側熱交換器に直列に接続することによって前記
第１の利用側熱交換器の冷却運転をおこなうとともに当
該第１の利用側熱交換器の冷却能力を前記蓄熱槽におけ
る過冷却量に応じて増加させる第３の運転モードと、の
間を切り替える運転モード切替手段を備えたものにおい
て、前記第２の運転モードにおいて、前記第１の蓄熱熱
交換器への冷媒の流れを抑制し前記第１の利用側熱交換
器への冷媒の流れを優先させる流量制御手段として、前
記第１の蓄熱熱交換器の出口側に設置された温度センサ
及び圧力検出装置と、該第１の蓄熱熱交換器の入口側に
接続され該温度センサの検出温度と該圧力検出装置の検
出値から算出される冷媒の飽和温度との差に基づいて開
度を制御される第１の蓄熱減圧機を設けたことを特徴と
する。この発明によれば、冷蔵ショーケース等の利用側
熱交換器の冷却負荷の処理を蓄熱槽への蓄冷に対して優
先させることができる。つぎの発明にかかる蓄熱式冷却
装置にあっては、第１の圧縮機、第１の熱源側熱交換
器、第１の減圧機および第１の利用側熱交換器を環状に
接続することで冷凍サイクルを構成する第１の冷却系
と、冷熱を蓄える第１の蓄熱熱交換器および蓄熱槽と、
を具備した蓄熱式冷却装置であって、前記第１の蓄熱熱
交換器を前記第１の利用側熱交換器に並列に接続するこ
とによって前記第１の利用側熱交換器の冷却運転と前記
蓄熱槽の蓄熱とを併行におこなう第２の運転モードと、
前記第１の蓄熱熱交換器を前記第１の利用側熱交換器に
直列に接続することによって前記第１の利用側熱交換器
の冷却運転をおこなうとともに当該第１の利用側熱交換
器の冷却能力を前記蓄熱槽における過冷却量に応じて増
加させる第３の運転モードと、の間を切り替える運転モ
ード切替手段を備えたものにおいて、前記第２の運転モ
ードにおいて、前記第１の蓄熱熱交換器への冷媒の流れ
を抑制し前記第１の利用側熱交換器への冷媒の流れを優
先させる流量制御手段として、前記第１の圧縮機の入口
側に設置され該第１の圧縮機の吸入圧力を検出する圧力
検出装置と、前記第１の蓄熱熱交換器の入口側に接続さ
れ該圧力検出装置の検出値があらかじめ設定された値よ
りも高くなったときに開度を抑制または全閉にする第１
の蓄熱減圧機を設けたことを特徴とする。この発明によ
れば、冷蔵ショーケース等の利用側熱交換器の冷却負荷
の処理を蓄熱槽への蓄冷に対して優先させることができ
る。

【００２５】

【００２６】つぎの発明にかかる蓄熱式冷却装置にあっ
ては、上記の発明において、前記運転モード切替手段
は、前記第３の運転モードにおいて、前記第１の利用側
熱交換器の冷却負荷が所定レベルよりも低くなった際
に、前記第２の運転モードに切り替える手段であること
を特徴とする。

【００２７】この発明によれば、運転モード切替手段に
よって、第３の運転モードの動作時に、第１の利用側蓄
熱熱交換器の冷却負荷が低下した際に、第１の利用側熱
交換器の冷却運転と蓄熱槽の蓄熱とを併行におこなう動
作に切り替えることができる。

【００２８】つぎの発明にかかる蓄熱式冷却装置にあっ
ては、上記の発明において、前記運転モード切替手段
は、前記第２の運転モードにおいて、前記第１の蓄熱熱
交換器の一端側を前記第１の熱源側熱交換器と前記第１
の減圧機との間に接続し、当該第１の蓄熱熱交換器の他
端側を前記第１の利用側熱交換器と前記第１の圧縮機と
の間に接続することを特徴とする。

【００２９】この発明によれば、運転モード切替手段に
おける第２の運転モードが、第１の熱源側熱交換器と第
１の減圧機との間に第１の蓄熱熱交換器の一端側を接続
し、第１の利用側熱交換器と第１の圧縮機との間にその
他端側を接続することによって達成される。

【００３０】つぎの発明にかかる蓄熱式冷却装置にあっ
ては、上記の発明において、前記運転モード切替手段
は、前記第３の運転モードにおいて、前記第１の熱源側
熱交換器と前記第１の減圧機との接続を切り離すととも
に、前記第１の蓄熱熱交換器の一端側を前記第１の熱源
側熱交換器の出口側に接続し、当該第１の蓄熱熱交換器
の他端側を前記第１の減圧機の入口側に接続することを
特徴とする。

【００３１】この発明によれば、運転モード切替手段に
おける第３の運転モードが、第１の熱源側熱交換器と第
１の減圧機との接続を切り離し、第１の熱源側熱交換器
の出口側に第１の蓄熱熱交換器の一端側を接続し、第１
の減圧機の入口側にその他端を接続することによって達
成される。

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】

【００３８】 つぎの発明にかかる蓄熱式冷却装置にあっ
ては、上記の発明において、前記流量制御手段は、前記
第１の蓄熱熱交換器の出口側に接続される吸入圧力調整
弁を含むことを特徴とする。

【００３９】 この発明によれば、冷蔵ショーケース等の
利用側熱交換器の冷却負荷の処理を蓄熱槽への蓄冷に対
して優先させることができる。

【００４０】つぎの発明にかかる蓄熱式冷却装置にあっ
ては、上記の発明において、前記第１の冷却系および前
記第１の蓄熱熱交換器を少なくとも二つ備え、前記蓄熱
槽は、前記各第１の蓄熱熱交換器に共有されることを特
徴とする。

【００４１】この発明によれば、一つの蓄熱槽を、異な
る冷凍サイクルからなる複数の冷却系間において共有す
ることができる。

【００４２】

【００４３】

【００４４】

【００４５】

【００４６】

【００４７】

【００４８】

【００４９】

【００５０】

【００５１】

【００５２】

【００５３】

【００５４】

【００５５】

【００５６】

【発明の実施の形態】以下に、この発明にかかる蓄熱式
冷却装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明す
る。

【００５７】実施の形態１． まず、実施の形態１にかかる蓄熱式冷却装置について説
明する。図１は、実施の形態１にかかる蓄熱式冷却装置
の概略構成を示すブロック図である。図１に示す蓄熱式
冷却装置は、圧縮機（第１の圧縮機）１１、室外熱交換
器（第１の熱源 側熱交換器）１２、第１の減圧装置（第
１の減圧機）１３および利用側熱交換器（第１の利用側
熱交換器）１４を備え、これらを順次環状に接続するこ
とで蒸気圧縮式冷凍サイクルを構成している。

【００５８】また、この蓄熱式冷却装置は、冷熱を蓄え
る蓄熱槽９０を備えており、この蓄熱槽９０は内部に蓄
熱熱交換器（第１の蓄熱熱交換器）１６を有している。
蓄熱槽９０は、具体的には、その蓄熱熱交換器１６の一
端を第２の減圧装置（第１の蓄熱減圧機）１５に接続
し、その他端を、互いに並列接続された第２の開閉弁Ｖ
１２および第３の開閉弁Ｖ１３に接続している。

【００５９】そして、第２の減圧装置１５は、他方で室
外熱交換器１２と第１の減圧装置１３との間の特に室外
熱交換器１２側に接続されており、第３の開閉弁Ｖ１３
は、他方で室外熱交換器１２と第１の減圧装置１３との
間の特に第１の減圧装置１３側に接続されている。さら
にここで、室外熱交換器１２と第１の減圧装置１３との
間においては、図１に示すように、上記した第２の減圧
装置１５との接続点と上記した第３の開閉弁Ｖ１３との
接続点との間に、第１の開閉弁Ｖ１１が設けられてい
る。

【００６０】そして、第２の開閉弁Ｖ１２は、他方で吸
入圧力調整弁１４を介して、利用側熱交換器１４と圧縮
機１１との間に接続されている。なお、蓄熱槽９０内に
は、主に冷熱を蓄える蓄熱材として、水、エチレングリ
コール水溶液、プロピレングリコール水溶液等が収めら
れている。

【００６１】つぎに、この蓄熱式冷却装置の動作につい
て説明する。特に、本発明にかかる蓄熱式冷却装置に
は、通常冷却運転、蓄冷冷却運転、蓄冷利用冷却運転の
三つの運転モードがあり、以下において、これら運転モ
ードについて順次説明する。

【００６２】（通常冷却運転） まず、通常冷却運転をおこなうには、減圧装置１５を全
閉にし、開閉弁Ｖ１２および開閉弁Ｖ１３を閉じ、開閉
弁Ｖ１１を開ける。すなわち、これら減圧装置および開
閉弁の操作によって、圧縮機１１、室外熱交換器１２、
減圧装置１３および利用側熱交換器１４から構成される
冷凍サイクルから、蓄熱槽９０を切り離す。

【００６３】この接続形態によって、圧縮機１１で圧縮
され高温高圧になったガス冷媒は、室外熱交換器１２で
外気に放熱して凝縮液化した後、開閉弁Ｖ１１を通過し
て、減圧装置１３で低温低圧の二相冷媒となり、利用側
熱交換器１４で周囲の空気から吸熱して蒸発ガス化し、
圧縮機１１に戻る。ここで、利用側熱交換器１４は、ス
ーパーマーケットや食品店舗、コンビニエンスストアな
どの冷蔵用または冷凍用のショーケース８０内に収めら
れた熱交換器である。

【００６４】ショーケース８０では、利用側熱交換器１
４で低温低圧の二相冷媒が蒸発ガス化する際に、ショー
ケース８０内の空気を冷却することによって、食品を冷
却保存している。減圧装置１３は、利用側熱交換器１４
の出口側の冷媒の過熱度が目標値になるようにその開度
を自動調整することによって、利用側熱交換器１４での
負荷状態に応じた冷媒流量に制御している。

【００６５】このとき、圧縮機１１が非容量制御型一定
速運転の圧縮機である場合は、冷却負荷が小さくなる
と、減圧装置１３の開度は小さくなる方向に制御される
ので、利用側熱交換器１４での冷媒の蒸発圧力および圧
縮機１１での吸入冷媒の圧力が低下する。これにより、
圧縮機１１が吐出する冷媒流量も減少し、その冷媒流量
が最終的に減圧装置１３を通過する流量と同一になる時
点で、蒸発圧力が平衡する。

【００６６】逆に、利用側熱交換器１４での冷却負荷が
大きくなると、減圧装置１３の開度は大きくなる方向に
制御されるので、利用側熱交換器１４での冷媒の蒸発圧
力および圧縮機１１での吸入冷媒の圧力が上昇し、圧縮
機１１が吐出する冷媒流量も増加して、最終的に減圧装
置１３の通過流量と同一になるところで蒸発圧力が平衡
する。このようにして冷凍サイクルは利用側の負荷に応
じて冷媒流量を制御している。

【００６７】また、このとき、圧縮機１１が容量制御型
の圧縮機である場合は、上述のように利用側熱交換器１
４の負荷状態に応じて変化する蒸発圧力または吸入圧力
を検出して、これがあらかじめ設定されている目標圧力
に近づくように圧縮機１１の容量を制御する。

【００６８】（蓄冷冷却運転） つぎに、蓄冷冷却運転の動作について説明する。スーパ
ーマーケットや食品店舗などの夜間の非営業時間帯に
は、冷蔵ショーケースにナイトカバーを掛け、店舗内空
気への放熱ロスを抑えるため、夜間の利用側熱交換器１
４での冷却負荷は、通常、昼間の５０％程度になる。こ
のとき、熱源機側には約５０％分の能力の余裕が生まれ
るので、この余裕能力を利用して利用側熱交換器１４を
運転しながら蓄冷することができる。

【００６９】蓄冷冷却運転をおこなうには、開閉弁Ｖ１
１およびＶ１２を開け、開閉弁Ｖ１３を閉じる。このと
き、蓄熱熱交換器１６は、利用側熱交換器１４と並列に
接続されていることになる。圧縮機１１で圧縮され高温
高圧になったガス冷媒は、室外熱交換器１２で外気に放
熱して凝縮液化した後、利用側熱交換器１４に流入する
冷媒と蓄熱熱交換器１６に流入する冷媒とに分岐する。

【００７０】前者は、開閉弁Ｖ１１を通過して、減圧装
置１３で低温低圧の二相冷媒となり、利用側熱交換器１
４で周囲の空気から吸熱して蒸発ガス化し、圧縮機１１
に戻る。後者は、減圧装置１５で低温低圧の二相冷媒と
なり、蓄熱熱交換器１６で周囲の蓄熱材から吸熱して蒸
発ガス化し、開閉弁Ｖ１２および吸入圧力調整弁Ｖ１４
を通過して圧縮機１１に戻る。

【００７１】このとき、減圧装置１３は、利用側熱交換
器１４の出口側冷媒の過熱度が目標値に近づくようにそ
の開度を制御している。また、減圧装置１５は、蓄熱熱
交換器１６の出口側冷媒の過熱度が目標値に近づくよう
にその開度を制御している。したがって、蓄熱熱交換器
１６を通過する冷媒流量と利用側熱交換器１４を通過す
る冷媒流量との比率は、それぞれの熱交換器での冷却負
荷の比率に応じたものとなる。

【００７２】上記した減圧装置１５の動作において、蓄
熱槽９０の出口過熱度の計測は、図１に示すように、減
圧装置１５の下流側配管に温度センサＳ１１を設置し、
開閉弁Ｖ１２と吸入圧力調整弁Ｖ１４とを接続する配管
に温度センサＳ１２を設置することで可能となる。温度
センサＳ１１の検出値をＴ１１、温度センサＳ１２の検
出値をＴ１２とすると、蓄熱槽出口過熱度ＳＨ＝Ｔ１２
−Ｔ１１−αと表すことができる。ここで、αは、蓄熱
熱交換器１６の圧力損失に伴う温度低下分である。

【００７３】過熱度ＳＨの目標値は、単一冷媒の場合
は、通常２〜５程度に設定するのが好ましく、０に近い
程性能が向上するが、あまり０に近い値を設定すると圧
縮機１１に液バックしてしまう危険性が大きくなるので
注意が必要となる。また、非共沸混合冷媒の場合は、温
度滑り分だけこれより大きな値としておく。

【００７４】また、他の過熱度の計測方法として、温度
センサＳ１１の代わりに温度センサＳ１２の近傍に圧力
検出装置を設置して、この検出値から算出される冷媒の
飽和温度ＴＳから直接的にＳＨ＝Ｔ１２−ＴＳとして測
定してもよい。こちらの方が検出値はより正確であり、
冷媒が変わっても目標設定値を大きく変える必要がな
い。

【００７５】一方、吸入圧力調整弁Ｖ１４は、その出口
側すなわち圧縮機１１の吸入圧力があらかじめ設定され
ている目標圧力、たとえば、ショーケース蒸発温度が−
１０℃であれば、それ相当の飽和圧力以下となるよう
に、その開度を調整している。

【００７６】よって、たとえば、蓄熱槽９０内の蓄熱材
温度が高い場合、すなわち蓄熱熱交換器１６の負荷が過
大となる場合でも、吸入圧力調整弁Ｖ１４が、その出口
側すなわち圧縮機１１の吸入圧力がある値以下となるよ
うにその開度を調整して蓄熱熱交換器１６を通過する冷
媒流量が抑制するので、利用側での負荷が大きい場合で
も利用側熱交換器１４へ流れる冷媒流量を優先的に十分
に確保することができ、利用側熱交換器１４の冷却能力
が不足することはなくなる。

【００７７】（蓄冷利用冷却運転） つぎに、蓄冷利用冷却運転の動作について説明する。蓄
冷利用冷却運転をおこなうには、減圧装置１５を全開に
し、開閉弁Ｖ１１およびＶ１２を閉じ、開閉弁Ｖ１３を
開ける。このとき、蓄熱熱交換器１６は、室外熱交換器
１２および利用側熱交換器１４と直列に接続されること
になる。

【００７８】この接続形態によって、圧縮機１１で圧縮
され高温高圧になったガス冷媒は、室外熱交換器１２で
外気に放熱して凝縮液化し、減圧装置１５を通過して、
蓄熱熱交換器１６で周囲の低温の蓄熱材へさらに放熱、
過冷却した後、減圧装置１３で低温低圧の二相冷媒とな
り、利用側熱交換器１４で周囲の空気から吸熱して蒸発
ガス化して圧縮機１１に戻る。

【００７９】ここで、減圧装置１３は、利用側熱交換器
１４の出口側の冷媒の過熱度が目標値になるようにその
開度を自動調整することによって、利用側熱交換器１４
での負荷状態に応じた冷媒流量に制御している。

【００８０】このとき、蓄熱熱交換器１６で冷媒が過冷
却した分だけ利用側熱交換器１４における冷却能力が増
加するので、通常冷却運転だけの場合に比べ、熱源機の
容量、すなわち圧縮機１１および室外熱交換器１２の容
量を削減することができる。したがって、熱源機の容量
によって決まる電力基本料金、および実際の電力使用量
によって決まる電力従量料金がともに削減される。

【００８１】上述した説明では、蓄冷冷却運転中の利用
側熱交換器１４の冷却負荷を優先的に処理する手段とし
て、吸入圧力調整弁Ｖ１４を用いた例を示したが、吸入
圧力を検出して、これがあらかじめ設定された値よりも
高くなったときに減圧装置１５の開度を抑制または全閉
にすることで実現することもできる。

【００８２】なお、図１では、ショーケース８０内の減
圧装置１３および利用側熱交換器１４からなる組が同一
の冷凍サイクル内に一組だけ接続されている例を示した
が、この組を並列に複数組接続することもできる。

【００８３】また、減圧装置１５は、蓄熱槽９０に冷熱
を蓄える蓄熱冷却運転時に、蓄熱熱交換器１６へ流入す
る冷媒の流量を制御するのみならず、蓄冷利用冷却運転
時に蓄冷利用量を制御することにも利用できる。図１に
示した例では、蓄熱熱交換器１６をそのまま蓄冷利用時
の冷媒過冷却熱交換器として利用しているため、通常
は、過冷却が過剰についてしまい、蓄熱槽９０内の冷熱
を使いすぎることが心配される。

【００８４】このような場合は、蓄熱熱交換器１６の出
口側の減圧装置１３へ至る配管中、望ましくは開閉弁Ｖ
１３の近傍に、温度検出装置Ｓ１３を設置し、この検出
値がある値、たとえば７℃になるように減圧装置１５を
制御するとよい。この場合、減圧装置１５における制御
に代えて、開閉弁Ｖ１１を開閉することで、温度検出装
置Ｓ１３の検出値がある範囲内、たとえば、７℃から１
５℃の範囲内に収まるようにしてもよい。この場合、温
度検出装置Ｓ１３の検出値が７℃を下回ったら、開閉弁
Ｖ１１を開け、温度検出装置Ｓ１３の検出値が１５℃を
上回ったら、開閉弁Ｖ１１を閉める。

【００８５】以上に説明したとおり、実施の形態１にか
かる蓄熱式冷却装置によれば、蓄熱槽９０を冷凍サイク
ルから切り離すことによって利用側熱交換器１４のみの
冷却運転をおこなう通常冷却運転と、蓄熱槽９０を利用
側熱交換器１４に並列に接続することによって利用側熱
交換器１４の冷却運転と蓄熱槽９０の蓄熱とを併行にお
こなう蓄冷冷却運転と、蓄熱槽９０を利用側熱交換器１
４に直列に接続することによって利用側熱交換器１４の
冷却運転をおこなうとともにその利用側熱交換器１４の
冷却能力を蓄熱槽９０における過冷却量に応じて増加さ
せる蓄冷利用冷却運転と、の三つの運転モード間を、減
圧装置１５、開閉弁Ｖ１１、開閉弁Ｖ１２および開閉弁
Ｖ１３の操作よって切り替えるので、利用側負荷が比較
的小さくなる時間帯に、利用側熱交換器を優先して運転
すると共に、熱源機の余剰能力を利用して冷熱を蓄え、
利用側の冷却負荷が比較的大きくなる時間帯に、この冷
熱で冷媒の過冷却を取ることにより熱源機容量を削減す
ることができるとともに、装置構成を小型かつ安価にす
ることができる。

【００８６】また、利用側の冷却負荷が小さくなった状
態は、圧縮機１１が非可変容量圧縮機の場合は圧縮機１
１の吸入圧力が低下したことや、圧縮機１１が可変容量
圧縮機の場合はその容量が小さくなったこと等によって
検出されるため、夜間以外の時間帯でも負荷が小さくな
る時間帯があれば、その間、熱源機の能力に余裕が生じ
るため蓄冷することができる。

【００８７】実施の形態２． つぎに、実施の形態２にかかる蓄熱式冷却装置について
説明する。実施の形態１にかかる蓄熱式冷却装置では、
同一の冷凍サイクルからなる冷却系（特に、冷蔵系統）
で、蓄冷冷却運転および蓄冷利用冷却をおこなうもので
あったが、実施の形態２にかかる蓄熱式冷却装置では、
複数の冷却系間において蓄冷冷却運転および蓄冷利用冷
却をおこなうことを特徴としている。

【００８８】図２は、実施の形態２にかかる蓄熱式冷却
装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図２に
おいて、図１と共通する部分には同一符号を付して、そ
の説明を省略する。特に、図２に示す蓄熱式冷却装置で
は、図１に示した第１の圧縮機１１、室外熱交換器１
２、減圧装置１３および利用側熱交換器１４から構成さ
れる第１の冷却系に加えて、さらにその第１の冷却系と
同一構成の第２の冷却系を備えている。よって、第２の
冷却系は、図２に示すように、圧縮機２１、室外熱交換
器２２、減圧装置２３および利用側熱交換器２４によっ
て冷凍サイクルを構成している。

【００８９】また、減圧装置２５、開閉弁Ｖ２１、開閉
弁Ｖ２２、開閉弁Ｖ２３、吸入圧力調整弁Ｖ２４、温度
センサＳ２１、温度センサＳ２２および温度検出装置Ｓ
２３は、それぞれ実施の形態１において説明した減圧装
置１５、開閉弁Ｖ１１、開閉弁Ｖ１２、開閉弁Ｖ１３、
吸入圧力調整弁Ｖ１４、温度センサＳ１１、温度センサ
Ｓ１２および温度検出装置Ｓ１３に相当し、同一の機能
を有するものとする。

【００９０】そして、図中、蓄熱槽９１は、実施の形態
１に示した蓄熱槽９０と異なり、これら第１の冷却系お
よび第２の冷却系において共通に使用される蓄熱槽であ
り、第１の冷却系の冷凍サイクルの一部を担う蓄熱熱交
換器１６に加えて、第２の冷却系の冷凍サイクルの一部
を担う蓄熱熱交換器２６をその内部に設置している。

【００９１】つぎに、これら第１の冷却系および第２の
冷却系の動作についてであるが、これらの動作は実施の
形態１と全く同様であるため、その説明を省略する。よ
って、図２に示す構成によれば、第１の冷却系および第
２の冷却系においてそれぞれ冷却負荷に応じて余剰とな
った熱源機能力を共有の蓄熱槽９１に蓄冷することがで
き、第１の冷却系および第２の冷却系のいずれか一方ま
たは双方の利用側熱交換器の冷却負荷が大きくなった場
合に、蓄熱槽９１内の冷熱に基づく過冷却を利用するこ
とによって各利用側熱交換器の冷却能力を増加させるこ
とができる。

【００９２】また、冷却負荷がピークとなる時間帯が、
双方の冷却系間においてずれている場合には、第１の冷
却系と第２の冷却系との間で蓄熱槽９１を介して熱の融
通ができることから、従来のように、システムを構築す
る際に選定する熱源機として、各冷却系において生ずる
最大の冷却負荷を処理可能な十分大きな容量を有したも
のを用意する必要はなく、より小さい容量を有した熱源
機によっても大きな冷却負荷を処理することができる。

【００９３】なお、図２では、ショーケース８０内の減
圧装置１３および利用側熱交換器１４からなる組が同一
の冷凍サイクル（第１の冷却系）内に一組だけ接続さ
れ、ショーケース８１内の減圧装置２３および利用側熱
交換器２４からなる組が同一の冷凍サイクル（第２の冷
却系）内に一組だけ接続されている例を示したが、それ
ぞれの冷凍サイクルにおいて、各組を並列に複数組接続
することもできる。

【００９４】さらに、実施の形態２にかかる蓄熱式冷却
装置では、二つの冷凍サイクルで蓄熱槽９１を共有する
例を示したが、三つ以上の冷凍サイクルで同一の蓄熱槽
９１を共有するように構成してもよい。このようにすれ
ば、さらに、熱源機の合計容量を削減することができ
る。特に、冷却負荷のピーク発生の時間帯が互いにすべ
て異なるように組み合わせることで、熱源機容量をさら
に効果的に削減することができる。

【００９５】以上に説明したとおり、実施の形態２にか
かる蓄熱式冷却装置によれば、実施の形態１に示した冷
却系を少なくとも二つ備え、蓄熱槽９１に各冷却系毎の
蓄熱熱交換器を設置するとともに、その蓄熱槽９１を各
冷却系間において共有しているので、各冷却系間におい
て蓄熱槽９１を共有せずにそれぞれ独立に構成した場合
よりも、合計の熱源機容量を削減することができ、より
契約電力および消費電力を削減できるとともに、装置構
成を小型かつ安価にすることができる。

【００９６】実施の形態３． つぎに、実施の形態３にかかる蓄熱式冷却装置について
説明する。実施の形態２にかかる蓄熱式冷却装置では、
同一構成の複数の冷却系間で蓄冷冷却運転および蓄冷利
用冷却をおこなうものであったが、実施の形態２にかか
る蓄熱式冷却装置では、それら複数の冷却系のうちの少
なくとも一つを、蓄冷利用運転のみを可能とする冷却系
とすることを特徴としている。

【００９７】図３は、実施の形態３にかかる蓄熱式冷却
装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図３に
おいて、図１と共通する部分には同一符号を付して、そ
の説明を省略する。

【００９８】図３に示す蓄熱式冷却装置では、図１に示
した圧縮機１１、室外熱交換器１２、減圧装置１３およ
び利用側熱交換器１４、減圧装置１５、開閉弁Ｖ１１、
開閉弁Ｖ１２、開閉弁Ｖ１３、吸入圧力調整弁Ｖ１４、
温度センサＳ１１、温度センサＳ１２および温度検出装
置Ｓ１３から構成される第１の冷却系に加えて、冷却系
として、図３に示すように、圧縮機３１、室外熱交換器
３２、減圧装置３３および利用側熱交換器３４からなる
構成を備えている。

【００９９】そして、図中、蓄熱槽９２は、実施の形態
１に示した蓄熱槽９０と異なり、これら第１の冷却系お
よび第２の冷却系において共通に使用され、第１の冷却
系の冷凍サイクルの一部を担う蓄熱熱交換器１６に加え
て、第２の冷却系の冷凍サイクルの一部を担う蓄熱熱交
換器３６をその内部に設置している。

【０１００】特に、第２の冷却系は、上記した蓄熱熱交
換器３６の一端を、室外熱交換器３２に接続し、その他
端を減圧装置３３に接続しており、これは、第１の冷却
系における蓄冷冷却運転モードの接続形態に相当する。

【０１０１】つぎに、まず第１の冷却系の動作について
であるが、この動作は実施の形態１と同様に、通常冷却
運転、蓄冷冷却運転、蓄冷利用冷却運転のうちのいずれ
か一つの運転モードで運転されるため、その説明を省略
する。そして、第２の冷却系の動作は、上記した接続形
態から判るように、これらの運転モードのうちの蓄冷冷
却運転のみを可能とする。

【０１０２】第２の冷却系において蓄冷冷却運転をおこ
なうには、減圧装置３５を全開にする必要がある。これ
により、圧縮機３１で圧縮され高温高圧になったガス冷
媒は、室外熱交換器３２で外気に放熱して凝縮液化し、
減圧装置３５を通過して、蓄熱熱交換器３６で周囲の低
温の蓄熱材へさらに放熱、過冷却した後、減圧装置３３
で低温低圧の二相冷媒となり、利用側熱交換器３４で周
囲の空気から吸熱して蒸発ガス化し、圧縮機３１に戻
る。

【０１０３】また、減圧装置３３は、利用側熱交換器３
４の出口側の冷媒の過熱度が目標値になるようにその開
度を自動調整することによって、利用側熱交換器３４に
おける冷却負荷状態に応じた冷媒流量に制御する。

【０１０４】このとき、蓄熱熱交換器３６において冷媒
が過冷却した分だけ利用側熱交換器３４における冷却能
力が増加するので、実施の形態１と同様に、通常の冷却
運転だけの場合に比べ、熱源機の容量、すなわち圧縮機
３１および室外熱交換器３２の容量を削減することがで
きる。したがって、熱源機の容量によって決まる電力基
本料金、および実際の電力使用量によって決まる電力従
量料金がともに削減される。

【０１０５】スーパーマーケットや食品店舗などの夜間
の非営業時間帯に、第１の冷却系では蓄冷運転をおこな
いつつ利用側熱交換器１４の冷却負荷を処理している
が、この際、まだ熱源機に能力の余裕がある場合には、
第２の冷却系の冷媒の過冷却を利用することができる。
通常、冷凍系統の冷却負荷は、冷蔵系統に比べ１／４程
度以下と小さく、そのさらに２０％程度の過冷却分の能
力余裕があれば十分であるため、上記した第２の冷却系
を冷凍系統にすることで、より顕著な効果を得ることが
できる。

【０１０６】従来、冷凍系統は、利用温度が低温である
ため非営業時間帯でもあまり負荷が減少せず、したがっ
て、自らの熱源機の能力余裕分で蓄冷した冷熱を利用す
ることによって熱源機の容量を削減することが難しかっ
た。ところが、上記したように、第２の冷却系として冷
凍系統を採用すれば、非営業時間帯に負荷が軽くなり能
力に余裕が生まれる別の冷蔵系統（ここでは第１の冷却
系）の熱源機および蓄冷を利用することができるので、
冷凍系統でも熱源機容量を削減でき、実施の形態２によ
って得られる効果以上に、電力基本料金および従量料金
を削減することができる。

【０１０７】なお、図３では、ショーケース８０内の減
圧装置１３および利用側熱交換器１４からなる組が同一
の冷凍サイクル（第１の冷却系）内に一組だけ接続さ
れ、ショーケース８２内の減圧装置３３および利用側熱
交換器３４からなる組が同一の冷凍サイクル（第２の冷
却系）内に一組だけ接続されている例を示したが、それ
ぞれの冷凍サイクルにおいて、各組を並列に複数組接続
することもできる。

【０１０８】また、蓄熱熱交換器３６が適正に設計され
ていれば、減圧装置３５は省略することができる。この
理由は、第２の冷却系は常に蓄冷冷却運転をおこなって
いるので、その第２の冷却系において蓄冷を使い過ぎた
ことにより蓄熱槽９２内の冷熱が不足し、冷却負荷を処
理しきれなくなるような事態は起こらないからである。
特に、第２の冷却系における冷凍サイクルが元々負荷の
小さい冷凍系統である場合には、減圧装置３５は必要な
い。

【０１０９】以上に説明したとおり、実施の形態３にか
かる蓄熱式冷却装置によれば、実施の形態１に示した冷
却系（第１の冷却系）と、圧縮機３１、室外熱交換器３
２、減圧装置３３および利用側熱交換器３４を備えて蓄
冷冷却運転のみをおこなう第２の冷却系と、第１の冷却
系のための蓄熱熱交換器１６と第２の冷却系のための蓄
熱熱交換器３６とを内部に設置した蓄熱槽９２と、を備
え、その蓄熱槽９２を第１の冷却系および第２の冷却系
において共有しているので、実施の形態２にかかる蓄熱
式冷却装置による効果に加えて、第２の冷却系において
蓄冷を使い過ぎて蓄熱槽９２内の冷熱が不足するという
ような事態を回避することができ、特に、第２の冷却系
を冷凍系統にすることで実施の形態２によって得られる
効果以上に、電力基本料金および従量料金を削減するこ
とができる。

【０１１０】実施の形態４． つぎに、実施の形態４にかかる蓄熱式冷却装置について
説明する。実施の形態３にかかる蓄熱式冷却装置では、
第１の冷却系により蓄熱された冷熱を同一の第１の冷却
系および第２の冷却系で利用する例を示したが、第２の
冷却系の冷却負荷が比較的大きい場合、ひとつの第１の
冷却系だけでは、その第２の冷却系の冷却負荷の一部と
いえども処理しきれない事態が生じる。そこで、実施の
形態４にかかる蓄熱式冷却装置は、このような事態に対
応するため、複数の冷却系で蓄熱した冷熱を一つの冷却
系で利用することを特徴としている。特に、ここでは、
蓄熱式冷却装置が、冷蔵系統である二つの冷却系（第１
の冷却系）と、冷凍系統である冷却系（第２の冷却系）
から構成された場合について説明する。

【０１１１】図４は、実施の形態４にかかる蓄熱式冷却
装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図３と
共通する部分には、同一符号を付してその説明を省略す
る。図４に示すように、実施の形態４にかかる蓄熱式冷
却装置は、第１の冷却系とその第１の冷却系および他の
冷却系によって共有される蓄熱槽とからなる二つの組
（冷蔵系統ａおよび冷蔵系統ｂ）と、それら冷蔵系統ａ
および冷蔵系統ｂにおいて各蓄熱槽を共有する他の冷却
系である第２の冷却系（冷凍系統）と、を備えて構成さ
れる。

【０１１２】ここで、図４において、冷蔵系統ａおよび
冷蔵系統ｂは、それぞれ実施の形態３に示した第１の冷
却系と同一構成とし、図３に示した部分に該当する部分
の符号にそれぞれａまたはｂを付して両冷蔵系統を区別
している。なお、図３に示した温度センサＳ１１、Ｓ１
２および温度検出装置Ｓ１３に相当する部分については
図示を省略している。一方、同図において、第２の冷却
系である冷凍系統は、二つの減圧装置３５ａおよび３５
ｂを備え、冷蔵系統ａおよび冷蔵系統ｂにおいてそれぞ
れ接続された二つの蓄熱槽９２ａおよび９２ｂを各冷蔵
系統との間で共有している。

【０１１３】具体的には、冷凍系統の室外熱交換器３２
と減圧装置３３との間に、蓄熱槽９２ａの蓄熱熱交換器
３６ａと蓄熱槽９２ｂの蓄熱熱交換器３６ｂとが並列に
接続される。すなわち、冷凍系統（第２の冷却系）は、
実施の形態３にかかる蓄熱式冷却装置において、冷蔵系
統ａ（第１の冷却系）と共有する蓄熱槽９２ａを含んだ
構成１０ａと、冷蔵系統ｂ（第１の冷却系）と共有する
蓄熱槽９２ｂを含んだ構成１０ｂと、を並列に接続した
形態を有する。

【０１１４】この実施の形態４にかかる蓄熱式冷却装置
の動作は、まず、冷蔵系統ａおよび冷蔵系統ｂにおい
て、実施の形態１に示した三つの運転モードによる冷却
運転がおこなわれ、特に夜間においておこなわれる蓄冷
冷却運転によって、蓄熱槽９２ａおよび９２ｂに冷熱が
蓄えられる。そして、昼間は蓄冷利用冷却運転より、蓄
熱槽９２ａおよび９２ｂにそれぞれ蓄えられた冷熱を利
用する。この際、冷凍系統においても、これら蓄熱槽９
２ａおよび９２ｂの蓄熱を利用できるため、冷凍系統の
室外熱交換器３２の出口の冷媒を過冷却することができ
る。このように、一つの冷凍系統に対して、複数の冷蔵
系統によってそれぞれ蓄熱される蓄熱槽を利用できるた
め、実施の形態３により得られる効果以上に、これらす
べての冷却系に使用する熱源機の容量を削減することが
できる。

【０１１５】なお、図４に示した実施の形態４にかかる
蓄熱式冷却装置では、蓄熱を利用する冷凍系統におい
て、蓄熱槽９２ａおよび９２ｂ内の冷熱を等量ずつ使用
するために、蓄熱消費量が不均一になりにくいという利
点がある一方、並列接続のために配管の分岐が必要にな
り、装置構成が複雑となる欠点を有する。

【０１１６】そこで、一つの冷凍系統において、冷蔵系
統ａと共有する蓄熱槽９２ａを含んだ構成１０ａと、冷
蔵系統ｂと共有する蓄熱槽９２ｂを含んだ構成１０ｂ
と、を直列に接続する構成としてもよい。図５は、この
場合の実施の形態４にかかる蓄熱式冷却装置の概略構成
を示すブロック図である。図５に示すように、並列接続
のための配管の分岐は必要なくなり、装置構成を比較的
簡単にすることができる。

【０１１７】なお、図４および図５では、ショーケース
８０ａ内の減圧装置１３ａおよび利用側熱交換器１４ａ
からなる組が同一の冷凍サイクル（冷蔵系統ａ）内に一
組だけ接続され、ショーケース８０ｂ内の減圧装置１３
ｂおよび利用側熱交換器１４ｂからなる組が同一の冷凍
サイクル（冷蔵系統ｂ）内に一組だけ接続され、またシ
ョーケース８２内の減圧装置３３および利用側熱交換器
３４からなる組が同一の冷凍サイクル（冷凍系統）内に
一組だけ接続されている例を示したが、それぞれの冷凍
サイクルにおいて、各組を並列に複数組接続することも
できる。

【０１１８】また、実施の形態３において説明した同一
の理由により、冷凍系統において、蓄熱熱交換器３６が
適正に設計されていれば、減圧装置３５ａおよび３５ｂ
は省略することができる。

【０１１９】以上に説明したとおり、実施の形態４にか
かる蓄熱式冷却装置によれば、二つの冷却系（冷蔵系統
ａおよび冷蔵系統ｂ）と、圧縮機３１、室外熱交換器３
２、減圧装置３３および利用側熱交換器３４を備えて蓄
冷冷却運転のみをおこなう第２の冷却系（冷凍系統）
と、二つの冷蔵系統のそれぞれと一つの冷凍系統とにお
いて共有される蓄熱槽９２ａおよび９２ｂと、を備え、
これら蓄熱槽９２ａおよび９２ｂを冷蔵系統ａおよび冷
蔵系統ｂと一つの冷凍系統との間において共有している
ので、冷凍系統においても、これら蓄熱槽９２ａおよび
９２ｂの蓄熱を利用でき、実施の形態３により得られる
効果以上に、蓄熱式冷却装置を構成するすべての冷却系
に使用する熱源機の容量を削減することができる。

【０１２０】実施の形態５． つぎに、実施の形態５に蓄熱式冷却装置について説明す
る。実施の形態３にかかる蓄熱式冷却装置では、第１の
冷却系により蓄熱された冷熱を同一の第１の冷却系およ
び第２の冷却系で利用する例を示したが、蓄冷運転時間
帯における冷蔵系統の熱源機容量の余裕が大きければ、
より多くの冷凍系統で冷熱を利用して熱源機容量をより
削減させることができる。

【０１２１】そこで、実施の形態５にかかる蓄熱式冷却
装置は、冷蔵系統の熱源機容量が比較的余裕がある場合
において、一つの冷却系で蓄熱した冷熱を複数の冷却系
で利用することを特徴としている。特に、ここでは、蓄
熱式冷却装置が、冷蔵系統である一つの冷却系（第１の
冷却系）と、冷凍系統である二つの冷却系（第２の冷却
系）から構成された場合について説明する。

【０１２２】図６は、実施の形態５にかかる蓄熱式冷却
装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図３と
共通する部分には、同一符号を付してその説明を省略す
る。図６に示すように、実施の形態５にかかる蓄熱式冷
却装置は、第２の冷却系とその第２の冷却系および他の
冷却系によって共有される蓄熱槽とからなる二つの組
（冷凍系統ａおよび冷凍系統ｂ）と、それら冷凍系統ａ
および冷凍系統ｂにおいて各蓄熱槽を共有する他の冷却
系である第１の冷却系（冷蔵系統）と、を備えて構成さ
れる。

【０１２３】ここで、図６において、冷凍系統ａおよび
冷凍系統ｂは、それぞれ実施の形態３に示した第２の冷
却系と同一構成とし、図３に示した部分に該当する部分
の符号にそれぞれａまたはｂを付して両冷凍系統を区別
している。なお、図３に示した温度センサＳ１１、Ｓ１
２および温度検出装置Ｓ１３に相当する部分については
図示を省略している。一方、同図において、第１の冷却
系である冷蔵系統は、二つの減圧装置１５ａおよび１５
ｂと、２組の開閉弁Ｖ１１ａ、Ｖ１２ａ、Ｖ１３ａおよ
びＶ１１ｂ、Ｖ１２ｂおよびＶ１３ｂとを備え、二つの
冷凍系統ａおよび冷凍系統ｂにおいてそれぞれ接続され
た二つの蓄熱槽９２ａおよび９２ｂを各冷凍系統との間
で共有している。

【０１２４】具体的には、冷蔵系統の室外熱交換器１２
と減圧装置１３との間に、蓄熱槽９２ａの蓄熱熱交換器
１６ａと蓄熱槽９２ｂの蓄熱熱交換器１６ｂとが並列に
接続される。すなわち、冷蔵系統（第１の冷却系）は、
実施の形態３にかかる蓄熱式冷却装置において、冷凍系
統ａ（第２の冷却系）と共有する蓄熱槽９２ａを含んだ
構成２０ａと、冷凍系統ｂ（第２の冷却系）と共有する
蓄熱槽９２ｂを含んだ構成２０ｂと、を並列に接続した
形態を有する。

【０１２５】この実施の形態５にかかる蓄熱式冷却装置
の動作は、まず、冷蔵系統において、実施の形態１に示
した三つの運転モードによる冷却運転がおこなわれ、特
に夜間においておこなわれる蓄冷冷却運転によって、蓄
熱槽９２ａおよび９２ｂに冷熱が蓄えられる。そして、
昼間は蓄冷利用冷却運転より、蓄熱槽９２ａおよび９２
ｂにそれぞれ蓄えられた冷熱を利用する。この際、冷凍
系統ａおよび冷凍系統ｂにおいても、これら蓄熱槽９２
ａおよび９２ｂの蓄熱を利用できるため、冷凍系統ａの
室外熱交換器３２ａと冷凍系統ｂの室外熱交換器３２ｂ
の出口の冷媒をそれぞれ過冷却することができる。この
ように、複数の冷凍系統に対して、一つの冷蔵系統によ
ってそれぞれ蓄熱される蓄熱槽を利用できるため、実施
の形態３により得られる効果以上に、これらすべての冷
却系に使用する熱源機の容量を削減することができる。

【０１２６】なお、図６に示した実施の形態５にかかる
蓄熱式冷却装置では、蓄熱を利用する冷凍系統ａおよび
冷凍系統ｂにおいて、蓄熱槽９２ａおよび９２ｂ内の冷
熱を等量ずつ使用するために、蓄熱消費量が不均一にな
りにくいという利点がある一方、並列接続のために配管
の分岐が必要になり、装置構成が複雑となる欠点を有す
る。

【０１２７】そこで、一つの冷蔵系統において、冷凍系
統ａと共有する蓄熱槽９２ａを含んだ構成２０ａと、冷
凍系統ｂと共有する蓄熱槽９２ｂを含んだ構成２０ｂ
と、を直列に接続する構成としてもよい。図７は、この
場合の実施の形態５にかかる蓄熱式冷却装置の概略構成
を示すブロック図である。図７に示すように、並列接続
のための配管の分岐は必要なくなり、装置構成を比較的
簡単にすることができる。

【０１２８】ただし、この場合、蓄冷冷却運転時には開
閉弁Ｖ１１ａおよびＶ１１ｂを開ける必要がある上に、
蓄冷利用冷却運転時には、蓄熱槽９２ａが上流側、蓄熱
槽９２ｂが下流側となるため、それぞれ蓄冷利用量が異
なることに注意が必要である。したがって、蓄冷冷却運
転時には、それぞれの蓄熱槽の水位または蓄熱槽内の氷
温度を検出する等により、個別に蓄冷終了の判断をして
減圧装置１５ａおよび１５ｂを閉止する必要がある。

【０１２９】なお、図６および図７では、ショーケース
８２ａ内の減圧装置３３ａおよび利用側熱交換器３４ａ
からなる組が同一の冷凍サイクル（冷凍系統ａ）内に一
組だけ接続され、ショーケース８２ｂ内の減圧装置３３
ｂおよび利用側熱交換器３４ｂからなる組が同一の冷凍
サイクル（冷凍系統ｂ）内に一組だけ接続され、またシ
ョーケース８０内の減圧装置１３および利用側熱交換器
１４からなる組が同一の冷凍サイクル（冷蔵系統）内に
一組だけ接続されている例を示したが、それぞれの冷凍
サイクルにおいて、各組を並列に複数組接続することも
できる。

【０１３０】また、実施の形態３において説明した同一
の理由により、各冷凍系統において、蓄熱熱交換器３６
ａおよび３６ｂが適正に設計されていれば、減圧装置３
５ａおよび３５ｂは省略することができる。

【０１３１】以上に説明したとおり、実施の形態５にか
かる蓄熱式冷却装置によれば、蓄冷冷却運転のみをおこ
なう二つの冷却系（冷凍系統ａおよび冷凍系統ｂ）と、
圧縮機１１、室外熱交換器１２、減圧装置１３および利
用側熱交換器１４を備えた第１の冷却系（冷蔵系統）
と、二つの冷凍系統のそれぞれと一つの冷蔵系統とにお
いて共有される蓄熱槽９２ａおよび９２ｂと、を備え、
これら蓄熱槽９２ａおよび９２ｂを冷凍系統ａおよび冷
凍系統ｂと一つの冷蔵系統との間において共有している
ので、複数の冷凍系統において、これら蓄熱槽９２ａお
よび９２ｂの蓄熱を利用でき、実施の形態３により得ら
れる効果以上に、蓄熱式冷却装置を構成するすべての冷
却系に使用する熱源機の容量を削減することができる。

【０１３２】

【発明の効果】以上、説明したとおり、この発明によれ
ば、第２の運転モードにおいて、蓄熱熱交換器への冷媒
の流れを抑制し利用側熱交換器への冷媒の流れを優先さ
せる流量制御手段として、第１の蓄熱熱交換器の入口側
と出口側にそれぞれ設置された温度センサと、第１の蓄
熱熱交換器の入口側に接続され２つの温度センサの検出
温度の差に基づいて開度を制御される第１の蓄熱減圧機
を設けたので、冷蔵ショーケース等の利用側熱交換器の
冷却負荷の処理を蓄熱槽への蓄冷に対して優先させ、第
１の利用側熱交換器の冷却能力が不足することはなくな
る。つぎの発明によれば、第２の運転モードにおいて、
蓄熱熱交換器への冷媒の流れを抑制し利用側熱交換器へ
の冷媒の流れを優先させる流量制御手段として、第１の
蓄熱熱交換器の出口側に設置された温度センサ及び圧力
検出装置と、第１の蓄熱熱交換器の入口側に接続され温
度センサの検出温度と圧力検出装置の検出値から算出さ
れる冷媒の飽和温度との差に基づいて開度を制御される
第１の蓄熱減圧機を設けたので、冷蔵ショーケース等の
利用側熱交換器の冷却負荷の処理を蓄熱槽への蓄冷に対
して優先させ、第１の利用側熱交換器の冷却能力が不足
することはなくなる。つぎの発明によれば、第２の運転
モードにおいて、蓄熱熱交換器への冷媒の流れを抑制し
利用側熱交換器への冷媒の流れを優先させる流量制御手
段として、第１の圧縮機の入口側に設置され第１の圧縮
機の吸入圧力を検出する圧力検出装置と、第１の蓄熱熱
交換器の入口側に接続され圧力検出装置の検出値があら
かじめ設定された値よりも高くなったときに開度を抑制
または全閉にする第１の蓄熱減圧機を設けたので、冷蔵
ショーケース等の利用側熱交換器の冷却負荷の処理を蓄
熱槽への蓄冷に対して優先させ、第１の利用側熱交換器
の冷却能力が不足することはなくなる。

【０１３３】つぎの発明によれば、運転モード切替手段
によって、蓄冷利用冷却運転を示す第３の運転モードの
動作時に、利用側蓄熱熱交換器の冷却負荷が低下した際
に、利用側熱交換器の冷却運転と蓄熱槽の蓄熱とを併行
におこなう動作に切り替えることができるので、熱源機
の余剰能力を利用して冷熱を蓄えて、利用側負荷が比較
的大きくなる時間帯に、蓄熱槽の冷熱で冷媒の過冷却を
得ることができ、これにより、熱源機の容量を削減する
ことが可能となり、小型かつ安価な装置構成を実現する
ことができるという効果を奏する。

【０１３４】つぎの発明によれば、運転モード切替手段
において切替可能な蓄冷冷却運転を示す第２の運転モー
ドが、第１の熱源側熱交換器と第１の減圧機との間に蓄
熱槽内の第１の蓄熱熱交換器の一端側を接続し、第１の
利用側熱交換器と第１の圧縮機との間にその他端側を接
続することによって達成されるので、第１の利用側熱交
換器の冷却運転と蓄熱槽の蓄熱とを併行におこなうこと
ができるという効果を奏する。

【０１３５】つぎの発明によれば、運転モード切替手段
において切替可能な蓄冷利用冷却運転を示す第３の運転
モードが、第１の熱源側熱交換器と第１の減圧機との接
続を切り離し、第１の熱源側熱交換器の出口側に蓄熱槽
内の第１の蓄熱熱交換器の一端側を接続し、第１の減圧
機の入口側にその他端を接続することによって達成され
るので、蓄熱槽を第１の利用側熱交換器に直列に接続す
ることによって第１の利用側熱交換器の冷却運転をおこ
なうとともにその第１の利用側熱交換器の冷却能力を上
記した蓄熱槽における過冷却量に応じて増加させること
ができるという効果を奏する。

【０１３６】

【０１３７】

【０１３８】

【０１３９】 つぎの発明によれば、流量制御手段が、第
１の蓄熱熱交換器の出口側に接続される吸入圧力調整弁
を含むので、冷蔵ショーケース等の利用側熱交換器の冷
却負荷の処理を蓄熱槽への蓄冷に対して優先させ、第１
の利用側熱交換器の冷却能力が不足することはなくな
る。

【０１４０】つぎの発明によれば、一つの蓄熱槽を、異
なる冷凍サイクルからなる複数の冷却系間において共有
することができるので、各冷却系間において蓄熱槽を共
有せずにそれぞれ独立に構成した場合よりも、合計の熱
源機容量を削減することができ、より契約電力および消
費電力を削減できるとともに、装置構成を小型かつ安価
にすることができるという効果を奏する。

【０１４１】

【０１４２】

【０１４３】

【０１４４】

【０１４５】

【０１４６】

【０１４７】

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１にかかる蓄熱式冷却装置の概略
構成を示すブロック図である。

【図２】 実施の形態２にかかる蓄熱式冷却装置の概略
構成を示すブロック図である。

【図３】 実施の形態３にかかる蓄熱式冷却装置の概略
構成を示すブロック図である。

【図４】 実施の形態４にかかる蓄熱式冷却装置の概略
構成を示すブロック図である。

【図５】 実施の形態４にかかる蓄熱式冷却装置の他の
概略構成を示すブロック図である。

【図６】 実施の形態５にかかる蓄熱式冷却装置の概略
構成を示すブロック図である。

【図７】 実施の形態５にかかる蓄熱式冷却装置の他の
概略構成を示すブロック図である。

【図８】 第１の従来における蓄熱式冷却装置の概略構
成を示すブロック図である。

【図９】 第２の従来における蓄熱式冷却装置の概略構
成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１１，２１，３１ 圧縮機、１２，２２，３２ 室外熱
交換器、１３，１３ａ，１３ｂ，１５，１５ａ，１５
ｂ，２３，２５，３３，３３ａ，３３ｂ，３５，３５ａ
減圧装置、１４，１４ａ，１４ｂ，２４，３４，３４
ａ，３４ｂ， 利用側熱交換器、１６，１６ａ，１６
ｂ，２６，３６，３６ａ，３６ｂ 蓄熱熱交換器、８
０，８０ａ，８０ｂ，８１，８２ａ，８２ｂ ショーケ
ース、９０，９１，９２，９２ａ，９２ｂ 蓄熱槽、Ｓ
１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２ 温度センサ、Ｓ１３，
Ｓ２３ 温度検出装置、Ｖ１１，Ｖ１１ａ，Ｖ１２，Ｖ
１３，Ｖ２１，Ｖ２２，Ｖ２３ 開閉弁、Ｖ１４，Ｖ２
４ 吸入圧力調整弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−39960（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−318186（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−304231（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−52435（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 1/00 321

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の圧縮機、第１の熱源側熱交換器、
   第１の減圧機および第１の利用側熱交換器を環状に接続
   することで冷凍サイクルを構成する第１の冷却系と、冷
   熱を蓄える第１の蓄熱熱交換器および蓄熱槽と、を具備
   した蓄熱式冷却装置であって、 前記第１の蓄熱熱交換器を前記第１の利用側熱交換器に
   並列に接続することによって前記第１の利用側熱交換器
   の冷却運転と前記蓄熱槽の蓄熱とを併行におこなう第２
   の運転モードと、前記第１の蓄熱熱交換器を前記第１の
   利用側熱交換器に直列に接続することによって前記第１
   の利用側熱交換器の冷却運転をおこなうとともに当該第
   １の利用側熱交換器の冷却能力を前記蓄熱槽における過
   冷却量に応じて増加させる第３の運転モードと、の間を
   切り替える運転モード切替手段を備えたものにおいて、 前記第２の運転モードにおいて、前記第１の蓄熱熱交換
   器への冷媒の流れを抑制し前記第１の利用側熱交換器へ
   の冷媒の流れを優先させる流量制御手段として、前記第
   １の蓄熱熱交換器の入口側と出口側にそれぞれ設置され
   た温度センサと、該第１の蓄熱熱交換器の入口側に接続
   され該２つの温度センサの検出温度の差に基づいて開度
   を制御される第１の蓄熱減圧機を設けたことを特徴とす
   る蓄熱式冷却装置。
2. 【請求項２】 第１の圧縮機、第１の熱源側熱交換器、
   第１の減圧機および第１の利用側熱交換器を環状に接続
   することで冷凍サイクルを構成する第１の冷却系と、冷
   熱を蓄える第１の蓄熱熱交換器および蓄熱槽と、を具備
   した蓄熱式冷却装置であって、 前記第１の蓄熱熱交換器を前記第１の利用側熱交換器に
   並列に接続することによって前記第１の利用側熱交換器
   の冷却運転と前記蓄熱槽の蓄熱とを併行におこなう第２
   の運転モードと、前記第１の蓄熱熱交換器を前記第１の
   利用側熱交換器に直列に接続することによって前記第１
   の利用側熱交換器の冷却運転をおこなうとともに当該第
   １の利用側熱交換器の冷却能力を前記蓄熱槽における過
   冷却量に応じて増加させる第３の運転モードと、の間を
   切り替える運転モード切替手段を備えたものにおいて、 前記第２の運転モードにおいて、前記第１の蓄熱熱交換
   器への冷媒の流れを抑制し前記第１の利用側熱交換器へ
   の冷媒の流れを優先させる流量制御手段として、前記第
   １の蓄熱熱交換器の出口側に設置された温度センサ及び
   圧力検出装置と、該第１の蓄熱熱交換器の入口側に接続
   され該温度センサの検出温度と該圧力検出装置の検出値
   から算出される冷媒の飽和温度との差に基づいて開度を
   制御される第１の蓄熱減圧機を設けたことを特徴とする
   蓄熱式冷却装置。
3. 【請求項３】 第１の圧縮機、第１の熱源側熱交換器、
   第１の減圧機および第１の利用側熱交換器を環状に接続
   することで冷凍サイクルを構成する第１の冷却系と、冷
   熱を蓄える第１の蓄熱熱交換器および蓄熱槽と、を具備
   した蓄熱式冷却装置であって、 前記第１の蓄熱熱交換器を前記第１の利用側熱交換器に
   並列に接続することによって前記第１の利用側熱交換器
   の冷却運転と前記蓄熱槽の蓄熱とを併行におこなう第２
   の運転モードと、前記第１の蓄熱熱交換器を前記第１の
   利用側熱交換器に直列に接続することによって前記第１
   の利用側熱交換器の冷却運転をおこなうとともに当該第
   １の利用側熱交換器の冷却能力を前記蓄熱槽における過
   冷却量に応じて増加させる第３の運転モードと、の間を
   切り替える運転モード切替手段を備えたものにおいて、 前記第２の運転モードにおいて、前記第１の蓄熱熱交換
   器への冷媒の流れを抑制し前記第１の利用側熱交換器へ
   の冷媒の流れを優先させる流量制御手段として、前記第
   １の圧縮機の入口側に設置され該第１の圧縮機の吸入圧
   力を検出する圧力検出装置と、前記第１の蓄熱熱交換器
   の入口側に接続され該圧力検出装置の検出値があらかじ
   め設定された値よりも高くなったときに開度を抑制また
   は全閉にする第１の蓄熱減圧機を設けたことを特徴とす
   る蓄熱式冷却装置。
4. 【請求項４】 前記運転モード切替手段は、前記第３の
   運転モードにおいて、前記第１の利用側熱交換器の冷却
   負荷が所定レベルよりも低くなった際に、前記第２の運
   転モードに切り替える手段であることを特徴とする請求
   項１〜３のいずれか一つに記載の蓄熱式冷却装置。
5. 【請求項５】 前記運転モード切替手段は、前記第２の
   運転モードにおいて、前記第１の蓄熱熱交換器の一端側
   を前記第１の熱源側熱交換器と前記第１の減圧機との間
   に接続し、当該第１の蓄熱熱交換器の他端側を前記第１
   の利用側熱交換器と前記第１の圧縮機との間に接続する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の
   蓄熱式冷却装置。
6. 【請求項６】 前記運転モード切替手段は、前記第３の
   運転モードにおいて、前記第１の熱源側熱交換器と前記
   第１の減圧機との接続を切り離すとともに、前記第１の
   蓄熱熱交換器の一端側を前記第１の熱源側熱交換器の出
   口側に接続し、当該第１の蓄熱熱交換器の他端側を前記
   第１の減圧機の入口側に接続することを特徴とする請求
   項１〜５のいずれか一つに記載の蓄熱式冷却装置。
7. 【請求項７】 前記流量制御手段は、前記第１の蓄熱熱
   交換器の出口側に接続される吸入圧力調整弁を含むこと
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の蓄熱
   式冷却装置。
8. 【請求項８】 前記第１の冷却系および前記第１の蓄熱
   熱交換器を少なくとも二つ備え、前記蓄熱槽は、前記各
   第１の蓄熱熱交換器に共有されることを特徴とする請求
   項１〜７のいずれか一つに記載の蓄熱式冷却装置。