JP5714301B2

JP5714301B2 - 冷却システム及び冷却方法

Info

Publication number: JP5714301B2
Application number: JP2010253306A
Authority: JP
Inventors: 太三橋; 石井　秀一; 秀一石井
Original assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Current assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Priority date: 2010-11-11
Filing date: 2010-11-11
Publication date: 2015-05-07
Anticipated expiration: 2030-11-11
Also published as: JP2012102954A

Description

本発明は、冷却システム及び冷却方法に関する。

冷蔵倉庫では、冷却ユニットを天井部に設け、大風量で庫内全体を冷却することが一般的である。

図１８は、冷蔵倉庫に設けた従来の冷却システムを示す図である。冷蔵倉庫９０は、床面９１、壁部９２、天井部９３により、その内部（庫内）を外界と隔て、庫内上部に設けた冷却ユニット８１で庫内を所望温度に冷却する。

冷却ユニット８１は、庫外に設置されたコンデンシングユニット８２と冷媒配管８３，８４で接続され、コンデンシングユニット８２から供給される冷媒を気化させて、この気化熱を庫内の空気と熱交換して庫内の空気を冷却する。気化後の冷媒をコンデンシングユニット８２が凝縮して冷却ユニット８１へ戻し、このプロセスを繰り返して冷却を行う。

特許第４４４６５３６号公報特許第４００６１９６号公報

冷却ユニット８１は、蒸発器やファンを備えた所謂ユニットクーラであり、冷却した空気を大風量で噴き出して庫内の空気を循環させることで、庫内を均一に冷却する。

このため、例えば、入庫物７１が低い位置に収まっていた場合でも、天井部近くのデットスペースまで冷却することになり、冷却効率が悪いという問題があった。

冷却ユニット８１は、蒸発温度を吸い込み口から取り入れる空気の温度よりも１０℃程度、或いは乾燥防止のために７℃程度低く設定する。図１８の例では、庫内の温度が均一であるため、入庫物を５℃で冷蔵する場合、冷却ユニット８１の取り入れる空気の温度もほぼ５℃となる。即ち、冷却ユニット８１の蒸発温度を−２〜−５℃に設定する必要がある。

蒸発温度が低くなり過ぎると、冷凍機の運転効率の低下や着霜量の増加を招くという問題点があった。

また、蒸発温度が氷点下となる冷却ユニット８１では、デフロストが必要である。蒸発温度が低く、デフロストの機会が多いと、デフロスト運転時のエネルギー消費や冷蔵域温度上昇が大きくなり、その抑制が課題となる。

冷却ユニット８１で冷却されて吹きだされる空気は、庫内を循環し、ドラフトとして入庫物や作業者と接することになる。このドラフトは、入庫物表面からの蒸発を促進して入庫物の品質低下や着霜量の増加を招いたり、仕分け作業者の寒冷感を大きくして作業性を低下させたりといった問題を生じさせる。

更に梅雨時など、外気の湿度が高い時期には、搬出入開口から進入した多湿な外気が冷却されたダンボール等の入庫物７１や、床面９１、壁部９２で結露(または結氷)することがあり、品質確保や安全性確保のために結露(または結氷)が生じにくい冷蔵システムの提供が課題であった。

そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、空調空間内を適切に冷却する技術の提供を課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の冷却システムは、
空調空間内の空気を吸い込み、冷却して低温空気として吹き出す冷却ユニットと、
前記冷却ユニットから吹き出される低温空気を前記空調空間内の所定高さ以下の必要冷却領域に導くダクトチャンバを備え、
前記冷却ユニットによる空気の吸い込み口の下端を前記空調空間内の所定高さ以上に設け、前記ダクトチャンバの吹き出し口の上端を前記空調空間内の所定高さ以下に設け、
前記ダクトチャンバの吹き出し口が前記低温空気を旋回させて吹き出させる形状とした、又は前記ダクトチャンパの吹き出し口から吹き出す前記低温空気の吹出し速度を吹き出し口の平均で0.5m/s以下としたことを特徴とする。

本発明の冷却システムは、前記ダクトチャンバの前記必要冷却領域よりも上にダンパを設け、冷却時には前記ダンパにより前記冷却ユニットからの空気を前記吹き出し口に供給し、デフロスト時には前記冷却ユニットからの空気を前記ダクトチャンバ外の前記必要冷却領域よりも上の空間に供給しても良い。

本発明の冷却システムは、前記ダクトチャンバを前記空調空間外に配置しても良く、また、前記ダクトチャンバを内装板材などの建材で構築しても良い。
前記空調空間は、冷蔵倉庫であっても良い。

また、上記課題を解決するため、本発明の冷却方法は、
空調空間内の空気を吸い込み、冷却して低温空気として吹き出す冷却ユニットと、
前記冷却ユニットから吹き出される低温空気を前記空調空間内の所定高さ以下の必要冷却領域に導くダクトチャンバを備える空調システムにおける冷却方法であって、
前記冷却ユニットが吸い込み口から空気を吸い込み、前記冷却ユニットが前記吸い込み口から吸い込んだ空気を冷却し、冷却した低温空気を前記ダクトチャンバに供給し、
前記吸い込み口は、下端を前記空調空間内の所定高さ以上に設け、
前記ダクトチャンバの吹き出し口の上端を前記空調空間内の所定高さ以下に設け、
前記ダクトチャンバの吹き出し口が前記低温空気を旋回させて吹き出させる、又は前記ダクトチャンバの吹き出し口から吹き出す前記低温空気の吹出し速度を吹き出し口の給気面の平均で0.5m/s以下とすることを特徴とする。

本発明によれば、空調空間内を適切に冷却する技術を提供できる。

第一実施形態に係る冷却システムの構成を示す図である。給気パネルの前面図である。空調空間の室内側から見て反時計回転方向の旋回成分を低温空気に与えるようにフィンを取り付けた給気口の正面図である。空調空間の室内側から見て時計回転方向の旋回成分を低温空気に与えるようにフィンを取り付けた給気口の正面図である。隣り合う給気口から吹き出される低温空気の旋回成分を交互に逆の回転方向とした給気口の説明図である。隣り合う給気口から吹き出される低温空気の旋回成分を同じ回転方向とした給気口の説明図である。上下に配列された給気口と横に配置された給気口のいずれの間においても隣り合う給気口から吹き出される低温空気の旋回成分が，互いに逆の回転方向の関係となるように設定された給気口の説明図である。給気パネルにスリット状の開口を設けた例を示す図である。デフロスト時に冷却ユニットから送出する空気ＮＡの流路を示す図である。デフロスト時に冷却ユニットから送出する空気ＮＡの流路を示す図である。モード選択に応じて実行する通常の冷却動作とデフロスト動作の説明図である。ダクトチャンバを冷蔵倉庫外に設置した例を示す図である。ダクトチャンバを建材パネル等によって建築的に構築した例を示す図である。ダクトチャンバを建材パネル等によって建築的に構築した例を示す図である。ダクトチャンバを建材パネル等によって建築的に構築した例を示す図である。本発明に係る冷却システム１０の第二実施形態を示す図である。第二実施形態において、デフロスト時に冷却ユニットから送出する空気ＮＡの流路を示す図である。従来の冷却システムを示す図である。

次に、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。以下に説明する実施形態は例示にすぎず、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

＜第一実施形態＞
[構成]
図１は、第一実施形態に係る冷却システム１０の構成を示す。第一実施形態に係る冷却システム１０は、冷凍又は冷蔵倉庫（以下単に倉庫と称す）の冷却システムであり、コンデンシングユニット１、複数の冷却ユニット２、コンデンシングユニット１と冷却ユニット２とを接続する冷媒往き配管３１及び冷媒還り配管３２、ダクトチャンバ４、制御ユニット６を備える。

（倉庫）
倉庫９０は、床面９１、壁部９２、天井部９３により、その内部（庫内）を外界と隔て、壁部９２の一部に搬出入開口９４が設けられている。本実施形態の冷却システム１０では、この冷蔵倉庫内を空調空間とし、積極的に温度成層を成して庫内下部の必要冷却領域（必要冷蔵域）９５を目的の温度（設定温度）に冷却する。

必要冷却領域９５は、冷蔵する入庫物７１の高さ等に応じて、任意の高さに設定して良いが、温度成層の容易さや冷却効率の観点から例えば天井高の１／２以下とするのが好ましい。

（コンデンシングユニット）
コンデンシングユニット１は、倉庫９０の屋外に設置される。コンデンシングユニット１は、コンデンシングユニットファン１１、圧縮機１２、凝縮器１３、高圧受液器１４を
備える。

コンデンシングユニットファン１１は、コンデンシングユニット１内に大気を取り込む。圧縮機１２、凝縮器１３、高圧受液器１４は、配管によって接続されている。圧縮機１２は、冷却ユニット２からの冷媒還り配管３２を流れる低温低圧のガス冷媒を圧縮し、高温高圧化する。

凝縮器１３は、冷媒の流れにおいて圧縮機１２の下流側に設けられ、高温高圧のガス冷媒を冷却して液化する。凝縮器１３で冷却された冷媒は、高温高圧の液冷媒となる。高圧受液器１４は、冷媒の流れにおいて凝縮器１３の下流側に設けられ、凝縮器１３で冷却された高温高圧の液冷媒を一時的に貯留する。

（冷却ユニット）
冷却ユニット２は、倉庫９０の屋内に設置される。冷却ユニット２は、冷却ユニットファン２１や吸い込み口２２、蒸発器２４を備える。

冷却ユニットファン２１は、冷却ユニット２内に冷凍又は冷蔵倉庫９０内の空気を吸い込み、冷却後の低温空気をダクトチャンバ４内に送出する。

吸い込み口２２は、冷却ユニット２の筐体に設けられた開口であり、冷却ユニットファン２１に対し、蒸発器２４を挟んで向かい側に位置する。冷却ユニットファン２１の回転により冷却ユニット２の筐体内が陰圧となると、吸い込み口２２から周囲の空気が吸い込まれ、この空気が蒸発器２４の冷却コイル（不図示）を通り冷却ユニットファン２１によって送出される。

蒸発器２４は、液冷媒を蒸発させて、その気化熱により蒸発器２４周囲を冷却し、吸い込み口２２から吸い込んだ空気と熱交換することにより当該空気を冷却する。

冷媒往き配管３１は、一端がコンデンシングユニット１に接続され、他端が冷却ユニット２に接続されている。また、冷媒還り配管３２は、一端が冷却ユニット２の蒸発器２４に接続され、他端がコンデンシングユニット１の圧縮機１２に接続されている。これにより、冷媒往き配管３１を介してコンデンシングユニット１から供給された冷媒を冷却ユニット２で気化させて庫内空気を冷却し、気化後の冷媒を冷媒還り配管３２を介してコンデンシングユニット１に戻し、圧縮して冷却ユニット２へ供給するプロセスを繰り返して冷却を行う。

なお、冷却ユニット２の吸い込み口２２は、庫内の所定高さ以上、例えば天井高９Ｈの１／２以上或いは２／３以上の高さ、望ましくは天井部に設けられる。本実施形態では吸い込み口２２が冷却ユニット２の筐体に設けられているので、冷却ユニット２自体を所定以上の高さ（天井部）に設置することで、吸い込み口の高さを所定高さ以上としている。これにより冷却ユニット２は、温度成層された上部の空気、即ち必要冷蔵域よりも温度の高い空気を取り込むことができるので、蒸発温度を高く設定できる。

（ダクトチャンバ）
ダクトチャンバ４は、冷却ユニット２から吹き出される低温空気を庫内の所定高さ以下の必要冷蔵域９５に導く導風路である。また、ダクトチャンバ４は、冷却ユニットファン２１によって送出された低温空気の流れを整える緩衝領域としても機能する。また、冷却ユニット２の吹出開口とダクトチャンバ４の冷気取入口は、フランジ接続で気密に構成している。もっとも、この接続は、若干隙間があっても良い。

ダクトチャンバ４は、庫内の所定高さ以下に吹き出し口４１を設けて低温空気を緩やかに送出することで、必要冷蔵域９５に低温空気の層を形成する。この低温空気の層を形成することで、これよりも温度の高い空気が上部へ押し上げられ、庫内（空調空間内）に温度成層が成される。

ここで吹き出し口４１の高さは、入庫物７１の高さに応じて設定して良いが、例えば倉庫９０の天井高９Ｈの１／２以下とするのが望ましい。

また、吹き出し口４１の前面には、図２に示すように、複数の給気口１５が縦横に並べて配置された給気パネル４２を設けている。ダクトチャンバ４内に送出された低温空気ＳＡは、ダクトチャンバ４内を経て給気パネル４２に形成された複数の給気口１５から、必要冷蔵域９５に供給される。

各給気口１５には、図３、４に示すように、複数のフィン３０を有する吹出部材がそれぞれ装着されている。各フィン３０は、この中心部材３１の周囲に適当な間隔で放射状に取り付けてある。また、給気口１５から必要冷蔵域９５の内部に向かって吹き出す低温空気ＳＡに旋回成分を与えるべく、各フィン３０は給気口１５の中心軸１５'に対してそれ
ぞれ傾斜して配置されており、図３と図４では、フィン３０の傾斜方向が逆向きの関係になっている。

このように、各給気口１５に傾斜したフィン３０を放射状に取り付けたことにより、ダクトチャンバ４の内部から給気口１５に向かって流れ込んできた低温空気ＳＡが、給気口１５を通過する際、強制的に各フィン３０に沿って流れる。これにより、給気口１５から必要冷蔵域９５に向かって吹き出す低温空気ＳＡに、中心軸１５'を中心とする旋回成分
を与えるようになっている。

ここで、図３、４では、前述の吹出部材について、フィン３０の傾斜方向が互いに逆向きであり、図３に示したフィン３０によっては、給気口１５を通過する際に、ダクトチャンバ４の給気パネル４２を庫内側から見た場合において、反時計回転方向の旋回成分が低温空気ＳＡに与えられる。一方、図４に示したフィン３０によっては、給気口１５を通過する際に、ダクトチャンバ４の給気パネル４２を庫内側から見た場合において、時計回転方向の旋回成分が低温空気ＳＡに与えられる。

前述のようにダクトチャンバ４の給気パネル４２には、複数の給気口１５が縦横に並べて配置されているが、隣り合う給気口１５から吹き出される低温空気ＳＡの旋回成分は、互いに逆の回転方向の関係になっている。即ち、例えば図５に示すように上下方向に並んだ４つの給気口１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを例にして説明すると、１番上の給気口１５ａと上から３番目の給気口１５ｃでは、フィン３０の傾斜方向が図３で説明した状態であり、これら給気口１５ａと給気口１５ｃからは、反時計回転方向の旋回成分を与えられた低温空気ＳＡが吹き出される。一方、上から２番目の給気口１５ｂと４番目の給気口１５ｄでは、フィン３０の傾斜方向が図４で説明した状態であり、これら給気口１５ｂと給気口１５ｄからは、時計回転方向の旋回成分を与えられた低温空気ＳＡが吹き出される。このように、隣り合う給気口１５ａと給気口１５ｂ、給気口１５ｂと給気口１５ｃ、給気口１５ｃと給気口１５ｄの間において、それぞれ互いに逆の回転方向に旋回する低温空気ＳＡを吹き出すようになっている。

一方、図６に示すように、上下方向に並んだ４つの給気口１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄからいずれも同じ回転方向に旋回する低温空気ＳＡ（図６に示す例では、いずれも反時計回転方向に旋回する低温空気ＳＡ)を吹き出した場合、給気口１５ａと給気口１５ｂ
の間、給気口１５ｂと給気口１５ｃの間及び給気口１５ｂと給気口１５ｃの間において、
互いに打ち消しあう方向に低温空気ＳＡが吹き出されることとなる。そうすると、各給気口１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄから吹き出される低温空気ＳＡの旋回成分が相殺されてしまう。

図５で説明したように、各給気口１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄから吹き出す低温空気ＳＡの旋回成分を交互に逆の回転方向とすれば、給気口１５ａと給気口１５ｂの間、給気口１５ｂと給気口１５ｃの間及び給気口１５ｂと給気口１５ｃの間のいずれにおいても、互いに同じ方向に低温空気ＳＡが吹き出されることとなるので、各給気口１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄから吹き出される低温空気ＳＡの旋回成分が相殺されず、お互いに旋回運動を助長しあうようになる。

なお、図５では、上下に配列された給気口１５の関係について説明したが、先に図２で説明したように、ダクトチャンバ４の前面２１には複数の給気口１５が縦横に並べて配置されている。そこで、上下に配列された給気口１５の関係のみならず、図７に示すように横に配置された給気口１５の間においても、隣り合う給気口１５から吹き出される低温空気ＳＡの旋回成分が、互いに逆の回転方向の関係となるように、各給気口１５に設けられたフィン３０の傾斜方向が設定されている。

従って各給気口１５かられたフィン３０により、低温空気ＳＡに対して旋回成分が与えられ、こうして、必要冷蔵域９５に向かって、各給気口１５から旋回しながら低温空気ＳＡが給気される。

すると、各給気口１５から吹き出した低温空気ＳＡに、必要冷蔵域９５内の空気が誘引されて一緒に移動する誘引作用がはたらく。この場合、図示の冷却システム１０にあっては、給気口１５から吹き出す低温空気ＳＡに旋回成分が与えられるので、低温空気ＳＡに誘引される必要冷蔵域９５内の空気の誘引量（誘引比)が増加する。これに伴い、運動量
保存則に従って低温空気ＳＡの速度は、各給気口１５から吹き出した後、速やかに減速することとなる。

例えば、各給気口１５から吹き出す低温空気の風速、即ち吹き出し口４１に設けられた給気口１５の開口の総面積を吹き出し口４１から吹き出す風量で除した値を１．８−２．０ｍ／ｓｅｃとすることにより、気流同士の干渉で低温空気を効果的に減速でき、多くの低温空気を静穏に供給できる。なお、前記干渉により給気面（フィン出口）、即ち吹き出し口４１から、例えば３ｍ離れた位置で風速０．５ｍ／以下となり自然対流によって上昇する。これにより室内空気の状態を乱さずに温度成層を形成できる。

このように緩やかに低温空気を吹き出すことで、必要冷蔵域９５に低温空気の層を形成する。

なお、これに限らず、吹き出し口４１は、必要冷蔵域９５に低温空気の層を形成できる程度に低温空気を緩やかに給気できれば、低温空気ＳＡに旋回成分を与えない構成でも良い。

例えば図２に示す給気パネル４２の各給気口１５にフィン３０を設けずに、単なる開口とする、或いは特許第２９６３６３３号の図９（ｂ）に示されるようなバグフィルタや目の細かい多孔板を用いて給気を均一かつ低速にして開口（給気面）から必要冷蔵域９５へ吹き出す低温空気ＳＡの流速を0.5m/s以下とする。また、この低温空気ＳＡの流速が遅い方が必要冷蔵域９５の静穏を保ち易く、0.２m/s以下とするのが更に望ましい。

この低温空気ＳＡの流速は、例えば吹き出し口４１で空調空間との境界にフィルタを設
けて構成した場合には、フィルタのすぐ下流が給気面となり、ここでの流速である。給気面から必要冷蔵域９５へ吹き出す低温空気ＳＡの流速が0.2〜0.5m/s以下となるように、
この冷却ユニットファン２１の吹き出し風量とバグフィルタ等の均圧手段や抵抗体の仕様を設定する。
なお、図１では、冷却ユニット２とダクトチャンバ４の組み合わせを２カ所に配置した例を示したが、これに限らず、冷却ユニット２とダクトチャンバ４の組み合わせの設置数は、冷却する領域（本例では倉庫）の規模に応じて任意に設定可能であり、１組或いは３組以上であっても良い。例えば、図１に示した２組だけでなく、図１の紙面と垂直方向に冷却ユニット２とダクトチャンバ４の組み合わせを複数組設けても良い。また、大型（大容量）の冷却ユニット２を採用し、ダクトチャンバ４の下方を分岐させて並列に設けた複数の吹き出し口から給気しても良い。

（モータダンパ）
モータダンパ４３は、ダクトチャンバ４の上部に設けられ、冷却ユニット２からの空気の流路を吹き出し口４１側と、庫内の上部領域側とに切替える。モータダンパ４３の構成例としては、図８に示すように、ダクトチャンバ４の張り出し部の側板の一部に開口４３Ａを設け、回動軸４３Ｂを中心として回動自在に導風板４３Ｃを装着し、不図示のモータが制御部６の制御により導風板４３Ｃを回動させて開状態或いは閉状態に切り換える。開状態では導風板４３Ｃがダクトチャンバの側板として機能し、閉状態では導風板４３Ｃが冷却ユニット２からの気流と直交する抵抗板として機能する。

図１，図８は、モータダンパ４３を開状態として、冷却ユニット２と冷気下降流路を連通させ低温空気ＳＡを吹き出し口４１側に送出する状態であり、図９，図１０はモータダンパ４３を閉状態として、冷却ユニット２からの空気ＮＡを庫内の上部領域に送出する状態である。後者では、ダクトチャンバ４の縦ダクト側への空気流路が閉止され、ダクトチャンバ上部の冷却ユニット２に隣接する部位の側壁が解放されて庫内上部の自由空間と連通する。

図９，図１０に示すように、冷却ユニット２で取り込んだ空気を送風運転のみの運転モードで上部領域に送出して上部領域内で循環させることで、冷却ユニット２のデフロストを行い、且つ必要冷蔵域９５への影響を抑えることができる。

（制御ユニット）
制御ユニット６は、マイクロコンピュータやメモリ等からなる制御回路であり、リモコン等の操作部（不図示）から設定温度や冷却システム１０のオン・オフ、冷却モードなどの操作が入力され、これに応じてコンデンシングユニット１や冷却ユニット２の制御を行う。

例えば、設定温度が入力された場合、コンデンシングユニット１の圧縮機１２の回転数や冷却ユニットファン２１の回転数等を制御し、必要冷蔵域９５が当該設定温度となるように冷却する。

＜動作＞
図１１は、モード選択に応じて実行する通常の冷却動作とデフロスト動作の説明図である。

冷却システム１０の電源が投入され、稼動を開始すると（ステップＳ１０）、制御ユニット６は、動作モードを確認する（ステップＳ２０）。

冷却モードが選択された場合、制御ユニット６は、ステップＳ３０に移行し、コンデン
シングユニット１や冷却ユニット２を制御して庫内の冷却を行わせる。この場合、モータダンパは閉じた状態とし、冷却ユニット２で冷却した低温空気ＳＡをダクトチャンバ４を介して所定高さ以下に設けた吹き出し口４１から緩やかに必要冷蔵域９５へ送出させる。また、必要冷蔵域の温度を温度センサ（不図示）で検出し、この必要冷蔵域の温度が設定温度となるようにフィードバック制御を行うが、この温度制御等は公知の技術を適用できるので、詳細は省略する。

この冷却モードの終了或いはモード変更が選択されるまで繰り返す（ステップＳ４０）。

一方、デフロストモードが選択された場合、制御ユニット６は、ステップＳ５０に移行し、オフサイクル方式のデフロストを行う。

オフサイクル方式のデフロストでは、コンデンシングユニット１を止め、冷却ユニット２で熱交換を行わずに送風運転を行う。この場合、モータダンパは開けた状態とし、図９，図１０に示すように、冷却ユニット２で送風された空気ＮＡを上部領域に送出する（ステップＳ６０）。

このように上部領域の氷点以上の空気を循環させることにより蒸発器２４などに付着した氷を溶融させる。

そして、制御ユニット６は、所定時間経過後或いは蒸発器２４等に付着した氷の溶融後、デフロストモードを終了して冷却モードに戻す（ステップＳ７０）。
なお、デフロストモードの選択は、操作部から入力されるものでも良いし、蒸発器２４等の着氷を検知するセンサを設け、このセンサにより所定以上の着氷を検知した場合にデフロストモードを自動で選択してデフロストを行うものでも良い。

＜効果＞
上述のように本実施形態の冷却システム１０では、必要冷蔵域９５を静穏に保ち温度成層を成すことにより、高温多湿な漏気(冷蔵域の空気より軽い。Ｈ₂Ｏ：18g/mol,空気Ｎ₂:28g/mol)を上部領域に上昇させる。また、入庫物７１を冷却するための熱負荷や庫内動力の熱負荷、作業員による熱負荷が、自然対流で上部領域に押し上げられる。

このため、従来システムのように庫内全体を冷却するのではなく、必要冷蔵域５を設定温度に冷却すれば良く、冷却効率が高まる。
また、以下の効果も得られる。

１）吹き出し口４１からの吹き出し空気（低温空気ＳＡ）に旋回成分を与える場合、給気パネル近傍の誘引量が増加するために、吹出し空気が速やかに減速する。そのため入庫物表面からの蒸発や、ドラフト不快感による作業性悪化を抑制できる。

２）入出庫に伴い、庫内よりも高温な漏気が流入した場合でも、この漏気を上部領域に押し上げるため、必要冷蔵域９５の温度変動を小さく抑えることができる。

３）入出庫に伴う漏気の湿分も上部領域に押し上げるため、ダンボールや商品等の入庫物７１や、床面９１、壁部９２での結露(または結氷)を防止でき、品質確保および作業安全性が向上する。

４）入出庫に伴って流入した高温な漏気は、上部領域に押し上げられるため、この漏気を設定温度まで冷却する必要がなく、漏気負荷を処理する熱量を削減できる。例えば、温
度33.6℃、エンタルピ86.1kJ/kg(DA)の漏気が５℃の冷蔵倉庫９０内に流入する場合、こ
の漏気負荷を処理する熱量を１０％削減できる。

５）温度成層のために天井部の温度は高くなり、例えば必要冷蔵域９５の設定温度が5
℃の冷蔵倉庫で、庫外の温度、特に天井パネル裏側の上部空間の温度が２８℃の場合では約20%の天井貫流負荷を削減できる。入庫物７１を冷却するための熱負荷や庫内動力の熱
負荷、作業員による熱負荷の合計が33W/m²、天井照明負荷の合計が4W/m²、壁貫流負荷の
合計が2W/m²、天井貫流負荷が23W/m²、漏気負荷が44W/m²の冷蔵倉庫では106W/m²の冷却熱量が必要であるが、本冷却システム１０では約10%の熱負荷を削減できる。

６）冷却ユニット２が上部領域の空気を取り入れて冷却を行うため、蒸発温度を従来より高めても必要冷蔵域９５を所定の設定温度に保てるために、冷蔵倉庫内の乾燥が抑えられ、加えて蒸発器等の着氷量が少なくなるためにデフロストに要するエネルギーの削減、デフロスト時間の短縮が可能である。

７）設定温度を同じにした従来システムと比べて、冷却ユニットの蒸発温度を2℃〜4
℃程度高く設定できるので、冷却システム１０の運転効率を向上できる。例えば、蒸発温度を2℃高めた場合で冷却システム１０の運転効率が、約7〜10%向上する。

８)温度成層によって天井付近の温度が例えば2℃以上となる冷蔵倉庫においては、消費エネルギーの少ないオフサイトデフロストを行うことができる。デフロスト時に冷却ユニット２で循環させる空気は必要冷蔵域９５の空気よりも暖かく軽いために必要冷蔵域９５には届かず、低温空気の層を乱すことがない。即ち,デフロスト時の必要冷蔵域９５の温度上昇を抑えることができる。

＜変形例１＞
図１２は、ダクトチャンバ４を冷蔵倉庫外に設置した例を示している。

本変形例では、図１２に示すように、天井部９３に設けた冷却ユニット２と接続したダクトチャンバ４を倉庫９０の外壁９２を貫通させて引き出し、外壁に沿って下降させ、倉庫下部で再びダクトチャンバ４を庫内に引き込み、壁部９２の内面と面一に吹き出し口４１の給気パネル４２を設けている。
これにより、倉庫９０内の有効スペースを広く確保できる。

＜変形例２＞
図１３−図１５は、ダクトチャンバ４を建材パネルなどによって建築的に構築した例を示す図である。

図１３（Ａ）は、壁部を二重に設けた場合の垂直断面、図１３（Ｂ）は、壁部を二重に設けた場合の水平断面図である。

図１３に示すように、壁部９２との間に所定の空間を設けて壁部９２Ａを建材パネル等で形成し、壁部９２Ａの所定高さ以下に吹き出し口４１としての開口を設け、この開口部に給気パネル４２を設けている。

冷却ユニット２から送出された低温空気ＳＡは、ダクトチャンバ４としての壁部９２−９２Ａ間の空間を通り、倉庫下部に導かれて吹き出し口４１から必要冷蔵域９５に吹き出される。

図１４は、柱の周囲を囲んだ例を示す図である。

図１４に示すように、倉庫９０の躯体（本例ではＨ鋼による柱）９５の周囲を建材パネル９４で囲み、所定高さ以下に吹き出し口４１を設けてダクトチャンバ４を構成しても良い。

なお、図１４では、吹き出し口４１を設けた位置の水平断面を示す。垂直方向は、図１３（Ａ）と同様に天井部９３から床部９１にかけて建材パネル９４及び壁部９２とで囲む空間９６を構成しており、冷却ユニット２から送出された低温空気ＳＡが、ダクトチャンバ４としての空間９６を通り、倉庫下部に導かれて吹き出し口４１から必要冷蔵域９５に吹き出される。

図１５は、倉庫９０のコーナーを建材パネル９７で隔てた例を示す図である。

図１５に示すように、倉庫９０の角に建材パネル９７を設けて、水平断面三角形状の空間９８を形成する。また、建材パネル９７の所定高さ以下に吹き出し口４１としての開口を設け、この開口部に給気パネル４２を設けている。

なお、図１５では、吹き出し口４１を設けた位置の水平断面を示す。垂直方向は、図１３（Ａ）と同様に天井部９３から床部９１にかけて建材パネル９７及び壁部９２とで囲む空間９８を構成しており、冷却ユニット２から送出された低温空気ＳＡが、ダクトチャンバ４としての空間９８を通り、倉庫下部に導かれて吹き出し口４１から必要冷蔵域９５に吹き出される。

上記図１３−図１５の例によれば、壁部等をダクトチャンバ４の一部として共用でき、ダクトチャンバ４の設置が容易となる。

＜第二実施形態＞
図１６は、本発明に係る冷却システム１０の第二実施形態を示す図である。本第二実施形態の冷却システム１０では、前述の第一実施形態と比べて冷却ユニット２を床置型とした点が異なっている。なお、その他の構成は第一実施形態と同じであり、同一の要素には同符号を付すなどして再度の説明を省略している。

図１６に示すように、本実施形態では、冷却ユニット２を床面９１上に設置し、当該冷却ユニット２から庫内上部領域へ立ち上げたダクト７を設けている。このように冷却ユニット２を倉庫９０内の下部に設置する場合でも、ダクト７を設けて吸い込み口７５を所定高さ以上に設置する。

これにより必要冷蔵域９５の低温空気よりも温度の高い上部領域の空気を取り込むことができるので、前述の実施形態と同様に冷却システム１０の運転効率を従来と比べて向上できる。

なお、吸い込み口７５は、必要冷蔵域９５よりも高い位置であれば良いが、例えば倉庫９０の天井高９Ｈの１／２以上、或いは２／３以上の高さ、望ましくは天井部に設ける。

本第二実施形態では、吸い込んだ室内空気を一旦ダクトで降下させ、メンテナンスを容易にする高さ、ここでは床に直接置いた冷却ユニット側部の吸い込み口を経て、分岐される共通ダクトの上下に流路を切り換え可能としている。即ち、ダクトチャンバ４と吹き出し口４１とをモータダンパ４３−２を介して接続すると共に、ダクトチャンバ４と庫内上部へと立ち上げた竪ダクト４４とをモータダンパ４３−１を介して接続する。そして冷却モードが選択された場合、制御部６の制御によりモータダンパ４３−１を閉状態、モータ
ダンパ４３−２を開状態とすることにより、ダクトチャンバ４と吹き出し口４１とを連通させ、冷却ユニット２からの低温空気ＳＡを共通ダクトの下部を経て吹き出し口４１から吹き出させる。

また、デフロストモードが選択された場合には、制御部６の制御によりモータダンパ４３−１を開状態、モータダンパ４３−２を閉状態とすることにより、ダクトチャンバ４と竪ダクト４４（共通ダクトの上部）とを連通させ、送風運転のみとされた冷却ユニット２からの空気ＮＡを吹き出し口４１へ供給せず、図１７に示すように竪ダクト４４を介して上部領域に送出する。竪ダクト４４の例えば頂部近傍の吸い込み口７５に対向する一側面が吹き出し開口となっている。これにより冷却ユニット２がダクト７を介して上部領域の空気を取り入れ、この空気ＮＡをダクトチャンバ４を介して上部領域に戻すので、前述と同様に必要冷蔵域への影響を抑えつつ、デフロストを行うことができる。
また、冷却ユニット２は、屋外に設置しても構わない。即ち、吸い込み口７５を空調空間の壁面に設け、ダクト７を外壁にそって立ち下げて冷却ユニット２に還気させ、ここから前述した室内の上下に分岐される共通ダクトに供給しても良い。

なお、本第二実施形態においてもダクトチャンバ４やダクト７を前述の変形例１，２と同様に構成しても良い。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明に係る冷却システムはこれらに限らず、可能な限りこれらの組合せを含むことができる。

１・・・コンデンシングユニット
２・・・冷却ユニット
４・・・ダクトチャンバ
６・・・制御ユニット
１１・・・コンデンシングユニットファン
１２・・・圧縮機
１３・・・凝縮器
１４・・・高圧受液器
２１・・・冷却ユニットファン
２４・・・蒸発器
３１・・・冷媒往き配管
３２・・・冷媒還り配管
７１・・・入庫物

Claims

空調空間内の空気を吸い込み、冷却して低温空気として吹き出す冷却ユニットと、
前記冷却ユニットから吹き出される低温空気を前記空調空間内の所定高さ以下の必要冷却領域に導くダクトチャンバを備え、
前記冷却ユニットによる空気の吸い込み口の下端を前記空調空間内の所定高さ以上に設け、前記ダクトチャンバの吹き出し口の上端を前記空調空間内の所定高さ以下に設け、
前記ダクトチャンバの吹き出し口から吹き出す前記低温空気の吹出し速度を吹き出し口の給気面の平均で0.5m/s以下とし、
前記ダクトチャンバにダンパを設け、冷却時には前記ダンパにより前記冷却ユニットからの空気の流路を切り替えて、前記冷却ユニットからの空気を前記吹き出し口に供給し、デフロスト時には冷却を停止した前記冷却ユニットからの空気を前記空調空間内の前記必要冷却領域よりも上の空間に供給することを特徴とする冷却システム。
前記ダクトチャンバを前記空調空間外に配置したことを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
前記ダクトチャンバを建材で構築することを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却システム。
前記空調空間が冷蔵倉庫であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の冷却システム。
空調空間内の空気を吸い込み、冷却して低温空気として吹き出す冷却ユニットと、
前記冷却ユニットから吹き出される低温空気を前記空調空間内の所定高さ以下の必要冷却領域に導くダクトチャンバを備える空調システムにおける冷却方法であって、
前記冷却ユニットが吸い込み口から空気を吸い込み、前記冷却ユニットが前記吸い込み口から吸い込んだ空気を冷却し、冷却した低温空気を前記ダクトチャンバに供給し、
前記吸い込み口は、下端を前記空調空間内の所定高さ以上に設け、
前記ダクトチャンバの吹き出し口の上端を前記空調空間内の所定高さ以下に設け、
前記ダクトチャンバの吹き出し口から吹き出す前記低温空気の吹出し速度を吹き出し口の給気面の平均で0.5m/s以下とし、
前記ダクトチャンバにダンパを設け、冷却時には前記ダンパにより前記冷却ユニットからの空気の流路を切り替えて、前記冷却ユニットからの空気を前記吹き出し口に供給し、デフロスト時には冷却を停止した前記冷却ユニットからの空気を前記空調空間内の前記必要冷却領域よりも上の空間に供給することを特徴とする冷却方法。