JP2002022300A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 利用側に対して複数の異なる温度の熱媒体を
供給するためのチリングユニットについて、構成の簡素
化と信頼性の向上を図る。 【解決手段】 チリングユニット（10）には、冷媒回路
（20）、第１回路（50）、及び第２回路（60）を設け
る。冷媒回路（20）には、第１蒸発器（23）及び第２蒸
発器（24）を設ける。第１回路（50）で循環する第１ブ
ラインは、冷却熱交換器（41）で冷却水と熱交換し、更
に第１蒸発器（23）で冷媒と熱交換する。第２回路（6
0）で循環する第２ブラインは、第２蒸発器（24）で冷
媒と熱交換する。そして、１つの冷媒回路（20）におい
て冷凍サイクルを行い、冷却した第１及び第２ブライン
を利用側へ供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、利用側との間で循
環する熱媒体を冷却する冷凍装置に関し、特に、２つの
異なる温度の熱媒体を利用側へ供給するものに係る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、利用側との間で循環する熱媒
体（ブライン）の冷却を冷凍サイクルにより行う冷凍装
置が、いわゆるチリングユニットとして知られている。
例えば、特開平５−２８０８０９号公報には、冷却した
熱媒体で工作機械の冷却を行う冷凍装置が開示されてい
る。具体的に、上記冷凍装置では、冷媒回路の蒸発器と
利用側である工作機械との間でブラインを循環させ、蒸
発器で冷媒がブラインから吸熱することによってブライ
ンの冷却を行っている。

【０００３】この種の冷凍装置は、工場の生産設備を冷
却するために設けられることも多い。一方、工場等で
は、異なる対象物を冷却する必要性から、異なる温度の
ブラインを供給しなければならない場合もある。このよ
うな場合、従来は、対象物ごとに冷凍装置を設け、各冷
凍装置において異なる温度のブラインを生成し、対応す
る対象物へ供給していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように１つの温度のブラインを１つの冷凍装置で生成
し、対象物ごとに複数の冷凍装置を設けたのでは、冷媒
回路が重複して設けられることとなり、装置の構成が複
雑化するという問題があった。また、各冷媒回路はそれ
ぞれ圧縮機を有しており、全体として複数の圧縮機が設
けられることとなる。このため、圧縮機の台数が増える
分だけ、圧縮機のトラブルによって利用側へ悪影響が及
ぶ可能性が増大するという問題もあった。

【０００５】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、利用側に対して複数
の異なる温度の熱媒体を供給するための冷凍装置につい
て、その構成を簡素化すると共に、信頼性を向上させる
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明が講じた第１の解
決手段は、冷凍装置を対象としている。そして、圧縮機
（21）、凝縮器（22）、膨張機構（E1,E2）、第１蒸発
器（23）、及び第２蒸発器（24）を有して冷媒が循環す
る冷媒回路（20）と、第１設定温度の第１熱媒体を利用
側へ供給するために上記第１蒸発器（23）と利用側の間
で第１熱媒体を循環させる第１回路（50）と、上記第１
設定温度よりも低い第２設定温度の第２熱媒体を利用側
へ供給するために上記第２蒸発器（24）と利用側の間で
第２熱媒体を循環させる第２回路（60）とを設けるもの
である。

【０００７】本発明が講じた第２の解決手段は、冷凍装
置を対象としている。そして、圧縮機（21）、凝縮器
（22）、膨張機構（E1,E2）、及び蒸発器（24）を有し
て冷媒が循環する冷媒回路（20）と、上記凝縮器（22）
に接続して該凝縮器（22）へ冷却水を供給する冷却水回
路（40）と、第１設定温度の第１熱媒体を利用側へ供給
するために第１熱媒体を循環させる第１回路（50）と、
上記冷却水回路（40）及び第１回路（50）に接続して第
１熱媒体を冷却水と熱交換させる冷却熱交換器（41）
と、上記第１設定温度よりも低い第２設定温度の第２熱
媒体を利用側へ供給するために上記蒸発器（24）と利用
側の間で第２熱媒体を循環させる第２回路（60）とを設
けるものである。

【０００８】本発明が講じた第３の解決手段は、冷凍装
置を対象としている。そして、圧縮機（21）、凝縮器
（22）、膨張機構（E1,E2）、第１蒸発器（23）、及び
第２蒸発器（24）を有して冷媒が循環する冷媒回路（2
0）と、上記凝縮器（22）に接続して該凝縮器（22）へ
冷却水を供給する冷却水回路（40）と、第１設定温度の
第１熱媒体を利用側へ供給するために、第１熱媒体を上
記冷却水回路（40）の冷却水と熱交換させる冷却熱交換
器（41）が接続されて、上記第１蒸発器（23）及び冷却
熱交換器（41）と利用側の間で第１熱媒体を循環させる
第１回路（50）と、上記第１設定温度よりも低い第２設
定温度の第２熱媒体を利用側へ供給するために上記第２
蒸発器（24）と利用側の間で第２熱媒体を循環させる第
２回路（60）とを設けるものである。

【０００９】本発明が講じた第４の解決手段は、上記第
１又は第３の解決手段において、第１蒸発器（23）と第
２蒸発器（24）とは、冷媒回路（20）において互いに並
列に接続されるものである。

【００１０】本発明が講じた第５の解決手段は、上記第
４の解決手段において、冷媒回路（20）の膨張機構（E
1,E2）は、第１蒸発器（23）の流入側に設けられた第１
膨張弁（E1）と、第２蒸発器（24）の流入側に設けられ
た第２膨張弁（E2）とによって構成されるものである。

【００１１】本発明が講じた第６の解決手段は、上記第
２又は第３の解決手段において、冷却熱交換器（41）と
凝縮器（22）とは、冷却水回路（40）において互いに並
列に接続されるものである。

【００１２】本発明が講じた第７の解決手段は、上記第
６の解決手段において、冷却水回路（40）は、冷却熱交
換器（41）の流入側に設けられた第１調節弁（S1）と、
凝縮器（22）の流入側に設けられた第２調節弁（S2）と
を備えるものである。

【００１３】本発明が講じた第８の解決手段は、上記第
３の解決手段において、冷却熱交換器（41）は、第１回
路（50）における第１蒸発器（23）の上流に設けられる
ものである。

【００１４】本発明が講じた第９の解決手段は、上記第
１，第２又は第３の解決手段において、冷媒回路（20）
の圧縮機（21）は、その容量が可変に構成されるもので
ある。本発明が講じた第１０の解決手段は、上記第１，
第２又は第３の解決手段において、冷媒回路（20）は、
凝縮器（22）から出た液冷媒を圧縮機（21）の吸入側へ
導入するための液冷媒導入管路（34）と、該液冷媒導入
管路（34）に設けられた液側調節弁（E3）とを備えるも
のである。

【００１５】本発明が講じた第１１の解決手段は、上記
第１，第２又は第３の解決手段において、冷媒回路（2
0）は、圧縮機（21）の吐出冷媒を該圧縮機（21）の吸
入側へ導入するためのガス冷媒導入管路（35）と、該ガ
ス冷媒導入管路（35）に設けられたガス側調節弁（E4）
とを備えるものである。

【００１６】本発明が講じた第１２の解決手段は、上記
第１，第２又は第３の解決手段において、冷媒回路（2
0）は、凝縮器（22）から出た液冷媒を圧縮機（21）の
吸入側へ導入するための液冷媒導入管路（34）と、該液
冷媒導入管路（34）に設けられた液側調節弁（E3）と、
圧縮機（21）の吐出冷媒を該圧縮機（21）の吸入側へ導
入するためのガス冷媒導入管路（35）と、該ガス冷媒導
入管路（35）に設けられたガス側調節弁（E4）とを備え
るものである。

【００１７】本発明が講じた第１３の解決手段は、上記
第１２の解決手段において、冷媒回路（20）における圧
縮機（21）の吸入側にアキュームレータ（25）が設けら
れ、液導入管路の液冷媒とガス導入管路のガス冷媒とが
上記アキュームレータ（25）の上流に導入されるもので
ある。

【００１８】本発明が講じた第１４の解決手段は、上記
第１，第２又は第３の解決手段において、冷媒回路（2
0）の冷媒がＲ４０７Ｃで構成されるものである。

【００１９】本発明が講じた第１５の解決手段は、上記
第１，第２又は第３の解決手段において、第１回路（5
0）には、利用側へ送られる冷却後の第１熱媒体が第１
設定温度となるように該第１熱媒体を加熱する第１調節
用ヒータ（52）が設けられ、第２回路（60）には、利用
側へ送られる冷却後の第２熱媒体が第２設定温度となる
ように該第２熱媒体を加熱する第２調節用ヒータ（62）
が設けられるものである。

【００２０】本発明が講じた第１６の解決手段は、上記
第１，第２又は第３の解決手段において、第１回路（5
0）には、第１熱媒体を貯留するための第１タンク（5
3）が設けられ、第２回路（60）には、第２熱媒体を貯
留するための第２タンク（63）が設けられるものであ
る。

【００２１】本発明が講じた第１７の解決手段は、上記
第１５の解決手段において、第１回路（50）における第
１調節用ヒータ（52）の下流には、第１熱媒体を貯留す
るための第１タンク（53）が設けられ、第２回路（60）
における第２調節用ヒータ（62）の下流には、第２熱媒
体を貯留するための第２タンク（63）が設けられるもの
である。

【００２２】本発明が講じた第１８の解決手段は、上記
第１６又は第１７の解決手段において、第１タンク（5
3）における第１熱媒体の液面位置が少なくとも所定の
下限位置となった場合に検出信号を出力する第１液面検
出手段（56）と、第２タンク（63）における第２熱媒体
の液面位置が少なくとも所定の下限位置となった場合に
検出信号を出力する第２液面検出手段（66）とを備える
ものである。

【００２３】本発明が講じた第１９の解決手段は、上記
第１８の解決手段において、第１液面検出手段（56）の
検出箇所における第１熱媒体の液面の波立ちを抑制する
ための第１抑制手段（73,74）と、第２液面検出手段（6
6）の検出箇所における第２熱媒体の液面の波立ちを抑
制するための第２抑制手段（73,74）とを備えるもので
ある。

【００２４】本発明が講じた第２０の解決手段は、上記
第１６又は第１７の解決手段において、第１回路（50）
と第２回路（60）とに接続して第１回路（50）又は第２
回路（60）に所定のガスを導入し、第１回路（50）に充
填された第１熱媒体を導入したガスによって第１タンク
（53）へ回収する動作と、第２回路（60）に充填された
第２熱媒体を導入したガスによって第２タンク（63）へ
回収する動作とを行うためのガス導入手段（77）を備え
るものである。

【００２５】−作用− 本発明に係る各解決手段では、冷媒回路（20）、第１回
路（50）、及び第２回路（60）によって冷凍装置が構成
される。冷媒回路（20）では、充填された冷媒が相変化
しつつ循環し、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。
第１回路（50）では、充填された第１熱媒体が循環す
る。この第１回路（50）で循環する第１熱媒体は、第１
設定温度となるように冷却されて利用側へ送られる。第
２回路（60）では、充填された第２熱媒体が循環する。
この第２回路（60）で循環する第２熱媒体は、第２設定
温度となるように冷却されて利用側へ送られる。また、
第２設定温度は、第１設定温度よりも低い温度とされ
る。

【００２６】上記第１の解決手段では、冷媒回路（20）
に第１蒸発器（23）と第２蒸発器（24）とが設けられ
る。冷媒回路（20）で循環する冷媒は、第１蒸発器（2
3）と第２蒸発器（24）の両方に送られる。第１蒸発器
（23）では、冷媒が第１熱媒体から吸熱し、第１熱媒体
が冷却される。第２蒸発器（24）では、冷媒が第２熱媒
体から吸熱し、第２熱媒体が冷却される。即ち、１つの
冷媒回路（20）で循環する冷媒によって、第１熱媒体及
び第２熱媒体の冷却が行われる。

【００２７】第１回路（50）では、第１熱媒体が第１蒸
発器（23）と利用側の間で循環する。その際、循環する
第１熱媒体は、第１蒸発器（23）において冷媒回路（2
0）の冷媒と熱交換を行い、冷媒に対して放熱する。こ
の第１蒸発器（23）における第１熱媒体の冷却は、利用
側へ供給する第１熱媒体を第１設定温度とするために行
われる。

【００２８】第２回路（60）では、第２熱媒体が第２蒸
発器（24）と利用側の間で循環する。その際、循環する
第２熱媒体は、第２蒸発器（24）において冷媒回路（2
0）の冷媒と熱交換を行い、冷媒に対して放熱する。こ
の第２蒸発器（24）における第２熱媒体の冷却は、利用
側へ供給する第２熱媒体を第２設定温度とするために行
われる。

【００２９】上記第２の解決手段では、冷却水回路（4
0）と冷却熱交換器（41）とが設けられる。冷却水回路
（40）は、冷媒回路（20）の凝縮器（22）に冷却水を送
り込む。凝縮器（22）では、冷媒回路（20）の冷媒と冷
却水とが熱交換し、冷媒が冷却水に放熱して凝縮する。

【００３０】冷却熱交換器（41）は、冷却水回路（40）
と第１回路（50）とに接続される。この冷却熱交換器
（41）には、冷却水回路（40）の冷却水と、第１回路
（50）を循環する第１熱媒体とが送り込まれる。つま
り、冷却水回路（40）の冷却水は、冷却熱交換器（41）
にも供給される。冷却熱交換器（41）では、第１熱媒体
と冷却水とが熱交換し、第１熱媒体が冷却水に放熱す
る。冷却熱交換器（41）における第１熱媒体の冷却は、
利用側へ供給する第１熱媒体を第１設定温度とするため
に行われる。

【００３１】第２回路（60）では、第２熱媒体が蒸発器
（24）と利用側の間で循環する。その際、循環する第２
熱媒体は、蒸発器（24）において冷媒回路（20）の冷媒
と熱交換を行い、冷媒に対して放熱する。つまり、冷媒
回路（20）で冷凍サイクルを行うことによって、第２熱
媒体が冷却される。この蒸発器（24）における第２熱媒
体の冷却は、利用側へ供給する第２熱媒体を第２設定温
度とするために行われる。

【００３２】上記第３の解決手段では、冷媒回路（20）
に第１蒸発器（23）と第２蒸発器（24）とが設けられ
る。冷媒回路（20）で循環する冷媒は、第１蒸発器（2
3）と第２蒸発器（24）の両方に送られる。第１蒸発器
（23）では、冷媒が第１熱媒体から吸熱し、第１熱媒体
が冷却される。第２蒸発器（24）では、冷媒が第２熱媒
体から吸熱し、第２熱媒体が冷却される。即ち、１つの
冷媒回路（20）で循環する冷媒によって、第１熱媒体及
び第２熱媒体の冷却が行われる。また、凝縮器（22）に
は、冷却水回路（40）が接続されて冷却水が供給され
る。冷媒回路（20）の冷媒は、凝縮器（22）において、
冷却水に放熱して凝縮する。

【００３３】第１回路（50）では、第１熱媒体が第１蒸
発器（23）と利用側の間で循環する。また、第１回路
（50）には、冷却熱交換器（41）が接続される。この冷
却熱交換器（41）は、冷却水回路（40）にも接続され、
第１回路（50）の第１熱媒体を冷却水回路（40）の冷却
水と熱交換させる。第１回路（50）で循環する第１熱媒
体は、第１蒸発器（23）における冷媒への放熱と、冷却
水回路（40）における冷却水への放熱とによって冷却さ
れる。そして、第１熱媒体は、その温度を第１設定温度
とするために冷却熱交換器（41）及び第１蒸発器（23）
で冷却され、その後に利用側へ供給される。尚、第１熱
媒体の冷却を冷却熱交換器（41）及び第１蒸発器（23）
の両方で常に行わなければならない訳ではなく、例え
ば、冷却熱交換器（41）における冷却で第１熱媒体の温
度が第１設定温度に達する場合には、第１蒸発器（23）
における第１熱媒体の冷却を行う必要はない。

【００３４】第２回路（60）では、第２熱媒体が第２蒸
発器（24）と利用側の間で循環する。その際、循環する
第２熱媒体は、第２蒸発器（24）において冷媒回路（2
0）の冷媒と熱交換を行い、冷媒に対して放熱する。こ
の第２蒸発器（24）における第２熱媒体の冷却は、利用
側へ供給する第２熱媒体を第２設定温度とするために行
われる。

【００３５】上記第４の解決手段では、冷媒回路（20）
において、第１蒸発器（23）と第２蒸発器（24）とが並
列接続される。つまり、冷媒回路（20）を循環する冷媒
は、二手に分流されて、一方が第１蒸発器（23）に導入
され、他方が第２蒸発器（24）に導入される。第１蒸発
器（23）に導入された冷媒は、第１回路（50）の第１熱
媒体から吸熱して蒸発する。第２蒸発器（24）に導入さ
れた冷媒は、第２回路（60）の第２熱媒体から吸熱して
蒸発する。そして、両蒸発器で蒸発した冷媒は、合流し
た後に圧縮機（21）へ吸入される。

【００３６】上記第５の解決手段では、冷媒の膨張機構
（E1,E2）が第１膨張弁（E1）と第２膨張弁（E2）とに
よって構成される。第１膨張弁（E1）は、冷媒回路（2
0）における第１蒸発器（23）の流入側に設けられる。
第２膨張弁（E2）は、冷媒回路（20）における第２蒸発
器（24）の流入側に設けられる。本解決手段において、
凝縮器（22）で凝縮した冷媒は、二手に分流されて第１
膨張弁（E1）と第２膨張弁（E2）とに向けて流れる。第
１膨張弁（E1）では流入した冷媒が減圧され、この第１
膨張弁（E1）で減圧された冷媒が第１蒸発器（23）へ導
入される。第２膨張弁（E2）では流入した冷媒が減圧さ
れ、この第２膨張弁（E2）で減圧された冷媒が第２蒸発
器（24）へ導入される。従って、第１蒸発器（23）と第
２蒸発器（24）に対する冷媒の分配割合は、第１膨張弁
（E1）及び第２膨張弁（E2）の開度を調節することによ
って、適切な値に設定される。

【００３７】上記第６の解決手段では、冷却水回路（4
0）において、冷却熱交換器（41）と凝縮器（22）とが
並列接続される。つまり、冷却水回路（40）を流れる冷
却水は、二手に分流されて、一方が冷却熱交換器（41）
に導入され、他方が凝縮器（22）に導入される。冷却熱
交換器（41）に導入された冷却水は、第１回路（50）の
第１熱媒体から吸熱する。凝縮器（22）に導入された冷
却水は、冷媒回路（20）の冷媒から吸熱する。冷却熱交
換器（41）で吸熱した冷却水と凝縮器（22）で吸熱した
冷却水は、例えば、合流後に冷却塔に送られて冷却され
る。

【００３８】上記第７の解決手段では、冷却水回路（4
0）に第１調節弁（S1）と第２調節弁（S2）とが設けら
れる。第１調節弁（S1）は、冷却水回路（40）における
冷却熱交換器（41）の流入側に設けられる。第２調節弁
（S2）は、冷却水回路（40）における凝縮器（22）の流
入側に設けられる。本解決手段において、冷却水回路
（40）を流れる冷却水は、二手に分流されて、一方が第
１調節弁（S1）を通って冷却熱交換器（41）へ導入さ
れ、他方が第２調節弁（S2）を通って凝縮器（22）に導
入される。従って、冷却熱交換器（41）と凝縮器（22）
に対する冷却水の分配割合は、第１調節弁（S1）及び第
２調節弁（S2）の開度を調節することによって、適切な
値に設定される。

【００３９】上記第８の解決手段では、第１回路（50）
において、第１蒸発器（23）の上流に冷却熱交換器（4
1）が設けられる。具体的に、第１回路（50）で循環す
る第１熱媒体は、先ず冷却熱交換器（41）へ導入され
る。冷却熱交換器（41）では、冷却水回路（40）の冷却
水と熱交換することにより、第１熱媒体が冷却される。
その後、第１熱媒体は、第１蒸発器（23）に導入され
る。第１蒸発器（23）では、冷媒回路（20）の冷媒と熱
交換することにより、第１熱媒体が冷却される。そし
て、第１蒸発器（23）から出た第１熱媒体が、利用側へ
供給される。尚、冷却熱交換器（41）の出口において、
第１熱媒体の温度が既に第１設定温度となっていれば、
第１蒸発器（23）に対する冷媒の供給を遮断し、第１蒸
発器（23）における冷却を行わないようにしてもよい。

【００４０】上記第９の解決手段では、冷媒回路（20）
の圧縮機（21）が容量可変に構成される。例えば、圧縮
機（21）を電動機で駆動する場合、インバータを介して
電動機に電力を供給し、電動機の回転数を変更すること
によって圧縮機（21）の容量が変更可能に構成される。

【００４１】上記第１０の解決手段では、液冷媒導入管
路（34）と液側調節弁（E3）とが、冷媒回路（20）に設
けられる。液冷媒導入管路（34）は、凝縮器（22）で凝
縮した冷媒の全部又は一部を圧縮機（21）の吸入側へ導
入するために設けられる。液側調節弁（E3）は、液冷媒
導入管路（34）に設けられる。この液側調節弁（E3）
は、液冷媒導入管路（34）を流れる冷媒の流量を調節す
ると共に、該冷媒を減圧するために設けられる。つま
り、液側調節弁（E3）の開度を調節すれば、所定流量の
液冷媒が液冷媒導入管路（34）に流入し、この液冷媒が
液側調節弁（E3）で減圧された後に圧縮機（21）の吸入
側へ送られる。

【００４２】上記第１１の解決手段では、ガス冷媒導入
管路（35）とガス側調節弁（E4）とが、冷媒回路（20）
に設けられる。ガス冷媒導入管路（35）は、圧縮機（2
1）から吐出されたガス冷媒の全部又は一部を圧縮機（2
1）の吸入側へ導入するために設けられる。ガス側調節
弁（E4）は、ガス冷媒導入管路（35）に設けられる。こ
のガス側調節弁（E4）は、ガス冷媒導入管路（35）を流
れる冷媒の流量を調節すると共に、該冷媒を減圧するた
めに設けられる。つまり、ガス側調節弁（E4）の開度を
調節すれば、所定流量のガス冷媒がガス冷媒導入管路
（35）に流入し、このガス冷媒がガス側調節弁（E4）で
減圧された後に圧縮機（21）の吸入側へ送られる。

【００４３】上記第１２の解決手段では、液冷媒導入管
路（34）、液側調節弁（E3）、ガス冷媒導入管路（3
5）、及びガス側調節弁（E4）が、冷媒回路（20）に設
けられる。液冷媒導入管路（34）及び液側調節弁（E3）
の作用は、上記第１０の解決手段と同様である。また、
ガス冷媒導入管路（35）及びガス側調節弁（E4）の作用
は、上記第１１の解決手段と同様である。

【００４４】上記第１３の解決手段では、冷媒回路（2
0）において、圧縮機（21）の吸入側にアキュームレー
タ（25）が設けられる。また、液冷媒導入管路（34）の
出口端と、ガス冷媒導入管路（35）の出口端とは、共に
冷媒回路（20）におけるアキュームレータ（25）の上流
側に接続される。つまり、液冷媒導入管路（34）を流れ
る液冷媒と、ガス冷媒導入管路（35）を流れるガス冷媒
とは、共にアキュームレータ（25）を通じて圧縮機（2
1）の吸入側へ供給される。その際、液冷媒導入管路（3
4）の液冷媒と、ガス冷媒導入管路（35）のガス冷媒と
は、アキュームレータ（25）において混合される。そし
て、圧縮機（21）には、混合後のガス冷媒だけがアキュ
ームレータ（25）から供給される。

【００４５】上記第１４の解決手段では、冷媒回路（2
0）の冷媒がＲ４０７Ｃとされる。つまり、冷媒回路（2
0）では、冷媒として充填されたＲ４０７Ｃが循環す
る。

【００４６】上記第１５の解決手段では、第１回路（5
0）に第１調節用ヒータ（52）が設けられ、第２回路（6
0）に第２調節用ヒータ（62）が設けられる。第１調節
用ヒータ（52）は、利用側へ送られる第１熱媒体の温度
を第１設定温度とするために、第１熱媒体の加熱を行
う。つまり、第１回路（50）を循環する第１熱媒体は、
冷却水や冷媒との熱交換によって冷却されるが、冷却後
の第１熱媒体の温度が第１設定温度を下回る場合もあり
得る。そこで、このような場合には第１調節用ヒータ
（52）で冷却後の第１熱媒体を加熱し、第１熱媒体の温
度を第１設定温度とした上で利用側へ供給する。

【００４７】同様に、第２調節用ヒータ（62）は、利用
側へ送られる第２熱媒体の温度を第２設定温度とするた
めに、第２熱媒体の加熱を行う。つまり、第２回路（6
0）を循環する第２熱媒体は、冷媒との熱交換によって
冷却されるが、冷却後の第２熱媒体の温度が第２設定温
度を下回る場合もあり得る。そこで、このような場合に
は第２調節用ヒータ（62）で冷却後の第２熱媒体を加熱
し、第２熱媒体の温度を第２設定温度とした上で利用側
へ供給する。

【００４８】上記第１６の解決手段では、第１回路（5
0）に第１タンク（53）が設けられ、第２回路（60）に
第２タンク（63）が設けられる。第１タンク（53）に
は、第１回路（50）を循環する第１熱媒体が貯留され
る。つまり、第１回路（50）の第１熱媒体は、第１タン
ク（53）を通過して利用側へ送られる。第２タンク（6
3）には、第２回路（60）を循環する第２熱媒体が貯留
される。つまり、第２回路（60）の第２熱媒体は、第２
タンク（63）を通過して利用側へ送られる。

【００４９】上記第１７の解決手段では、第１回路（5
0）における第１調節用ヒータ（52）の下流に、第１タ
ンク（53）が設けられる。第１回路（50）で循環する第
１熱媒体は、第１調節用ヒータ（52）を通過して第１タ
ンク（53）へ流入し、その後に利用側へ供給される。ま
た、第２回路（60）における第２調節用ヒータ（62）の
下流に、第２タンク（63）が設けられる。第２回路（6
0）で循環する第２熱媒体は、第２調節用ヒータ（62）
を通過して第２タンク（63）へ流入し、その後に利用側
へ供給される。

【００５０】上記第１８の解決手段では、第１液面検出
手段（56）と第２液面検出手段（66）とが設けられる。
第１液面検出手段（56）は、第１タンク（53）における
第１熱媒体の液面が所定の下限位置に達すると、検出信
号を出力する。また、第２液面検出手段（66）は、第２
タンク（63）における第２熱媒体の液面が所定の下限位
置に達すると、検出信号を出力する。尚、第１，第２液
面検出手段（56,66）は、熱媒体の液面が下限位置に達
した場合にのみ検出信号を出力するものであってもよ
く、また、例えば液面が上限位置に達した場合にも検出
信号を出力するものであってもよい。

【００５１】上記第１９の解決手段では、第１抑制手段
（73,74）と第２抑制手段（73,74）とが設けられる。第
１抑制手段（73,74）は、第１タンク（53）に設けら
れ、第１液面検出手段（56）が検出する箇所において、
第１熱媒体の液面の波立ちを抑制する。従って、第１液
面検出手段（56）は、第１抑制手段（73,74）によって
波立ちが抑えられた液面の位置に基づき、その位置が下
限位置に達すると検出信号を出力する。第２抑制手段
（73,74）は、第２タンク（63）に設けられ、第２液面
検出手段（66）が検出する箇所において、第２熱媒体の
液面の波立ちを抑制する。従って、第２液面検出手段
（66）は、第２抑制手段（73,74）によって波立ちが抑
えられた液面の位置に基づき、その位置が下限位置に達
すると検出信号を出力する。

【００５２】上記第２０の解決手段では、第１回路（5
0）と第２回路（60）に対してガス導入手段（77）が接
続される。ガス導入手段（77）によって第１回路（50）
にガスを導入すると、第１回路（50）に存在する第１熱
媒体は、導入されたガスによって押し流され、第１タン
ク（53）に流入する。従って、第１回路（50）に充填さ
れた第１熱媒体は、第１タンク（53）に回収される。同
様に、ガス導入手段（77）によって第２回路（60）にガ
スを導入すると、第２回路（60）に存在する第２熱媒体
は、導入されたガスによって押し流されて第２タンク
（63）に流入する。従って、第２回路（60）に充填され
た第２熱媒体は、第２タンク（63）に回収される。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、１つの冷媒回路（20）
を有する冷凍装置によって、温度の異なる第１熱媒体と
第２熱媒体とを利用側へ供給することができる。具体的
に、上記第１の解決手段では、冷媒回路（20）に第１蒸
発器（23）と第２蒸発器（24）を設け、第１蒸発器（2
3）での冷媒との熱交換により第１熱媒体を冷却し、第
２蒸発器（24）での冷媒との熱交換により第２熱媒体を
冷却している。また、上記第２の解決手段では、冷却熱
交換器（41）での冷却水との熱交換により第１熱媒体を
冷却し、蒸発器（24）での冷媒との熱交換により第２熱
媒体を冷却している。更に、上記第３の解決手段では、
冷媒回路（20）に第１蒸発器（23）と第２蒸発器（24）
を設け、冷却熱交換器（41）での冷却水との熱交換、及
び第１蒸発器（23）での冷媒の熱交換により第１熱媒体
を冷却し、第２蒸発器（24）での冷媒との熱交換により
第２熱媒体を冷却している。

【００５４】つまり、本発明によれば、従来のように、
第１熱媒体の冷却を行う冷媒回路と第２熱媒体の冷却を
行う冷媒回路（20）とを別個に設ける必要はなく、１つ
の冷媒回路（20）で冷媒を循環させることによって、第
１設定温度の第１熱媒体と第２設定温度の第２熱媒体と
を利用側へ供給できる。従って、冷凍装置の構成を簡素
化でき、構成機器の数を削減することによってトラブル
の可能性を低減できるため、信頼性の向上を図ることが
可能となる。

【００５５】ここで、従来のものでは、次のような問題
もあった。この問題点について、第１回路（50）におけ
る第１設定温度が３０℃程度であり、第２回路（60）に
おける第２設定温度が−５℃程度である場合を例に説明
する。

【００５６】この場合、第２熱媒体を第２設定温度とす
るためには、１年を通じて冷媒回路（20）における冷凍
サイクルを行う必要がある。一方、第１熱媒体の冷却に
ついては、夏期を除けば、冷却塔などで冷却した冷却水
により行うことも可能である。このように冷却水を利用
すれば、第１熱媒体の冷却に要するエネルギを削減でき
る。しかしながら、夏期においては、冷却水のみによる
冷却では、第１熱媒体を第１設定温度とすることができ
ない。このため、従来の冷凍装置では、夏期における第
１熱媒体の冷却だけのために専用の冷媒回路（20）を設
ける必要があった。つまり、１年を通じて運転される第
２熱媒体用の冷媒回路に加え、１年のうち夏期だけに運
転される第１熱媒体用の冷媒回路をも設けなければなら
なかった。

【００５７】これに対し、上記第３の解決手段では、１
つの冷媒回路（20）での冷凍サイクルによって第１熱媒
体と第２熱媒体の両方を冷却し、更には第１熱媒体を冷
却水によっても冷却する構成としている。従って、上記
の場合において、夏期以外には冷却水のみで第１熱媒体
を冷却する一方、夏期には冷媒回路（20）で循環する冷
媒をも用いて第１熱媒体の冷却できる。このため、冷媒
回路（20）を１つだけとして構成の簡素化を図りつつ、
冷却水を利用することによって、第１熱媒体の冷却に要
するエネルギを削減できる。

【００５８】上記第４，第５の解決手段では、第１蒸発
器（23）及び第２蒸発器（24）を、冷媒回路（20）にお
いて並列に接続している。特に、第５の解決手段では、
各蒸発器（23,24）に対応して膨張弁（E1,E2）を１つず
つ設け、分流された後の冷媒を膨張弁（E1,E2）で減圧
した後に対応する蒸発器（23,24）へ導入している。従
って、第１膨張弁（E1）及び第２膨張弁（E2）の開度調
節によって、第１蒸発器（23）に流入する冷媒量と第２
蒸発器（24）に流入する冷媒量との割合、即ち第１蒸発
器（23）と第２蒸発器（24）に対する冷媒の分配割合を
任意に設定できる。このため、第１蒸発器（23）で冷媒
が第１熱媒体から吸熱する熱量と、第２蒸発器（24）で
冷媒が第２熱媒体から吸熱する熱量とを適切な値に設定
でき、利用側へ供給する第１熱媒体及び第２熱媒体の温
度調節を的確に行うことができる。

【００５９】上記第６，第７の解決手段によれば、冷却
熱交換器（41）及び凝縮器（22）を、冷却水回路（40）
において並列に接続している。特に、第７の解決手段で
は、冷却水回路（40）において、冷却熱交換器（41）と
凝縮器（22）に対応して調節弁（S1,S2）を１つずつ設
けている。従って、冷却熱交換器（41）に流入する冷却
水量と凝縮器（22）に流入する冷却水量との割合、即ち
冷却熱交換器（41）と凝縮器（22）に対する冷却水の分
配割合を任意に設定できる。このため、冷却熱交換器
（41）における第１熱媒体の冷却と、凝縮器（22）にお
ける冷媒の冷却とを適切に行うことができる。

【００６０】上記第８の解決手段では、第１回路（50）
で循環する第１熱媒体を、冷却熱交換器（41）で冷却し
た後に、第１蒸発器（23）へ導入している。つまり、先
ず冷却水との熱交換で第１熱媒体を冷却し、その後に冷
媒との熱交換で第１熱媒体を更に冷却している。従っ
て、第１蒸発器（23）に導入された冷媒は、冷却熱交換
器（41）で冷却水が吸熱しきれなかった分の熱量を、第
１熱媒体から吸熱すればよいこととなる。このため、冷
媒回路（20）での冷凍サイクルにより第１熱媒体から吸
熱すべき熱量を確実に削減でき、第１熱媒体の冷却に要
するエネルギを一層低減できる。

【００６１】上記第９の解決手段によれば、圧縮機（2
1）を容量可変としているため、冷媒回路（20）での冷
凍サイクルにより得られる冷却能力を調節でき、第１熱
媒体や第２熱媒体の冷却を適切に行うことができる。

【００６２】上記第１０，第１２の解決手段によれば、
次のような動作が可能となる。即ち、圧縮機（21）の吐
出冷媒温度が過度に上昇した場合には、液冷媒導入管路
（34）を通じて液冷媒を圧縮機（21）の吸入側に導入
し、圧縮機（21）の吸入冷媒温度を低下させる動作を行
うことができる。その際、液側調節弁（E3）の開度調節
によって、適切な量の液冷媒を圧縮機（21）の吸入側へ
供給できる。この動作によって、吐出冷媒温度の過上昇
による圧縮機（21）の破損を回避しつつ、圧縮機（21）
の運転を継続できる。

【００６３】上記第１１，第１２の解決手段によれば、
次のような動作が可能となる。即ち、圧縮機（21）の吸
入冷媒圧力が過度に低下した場合には、ガス冷媒導入管
路（35）を通じて吐出冷媒を圧縮機（21）の吸入側に導
入し、圧縮機（21）の吸入冷媒圧力を上昇させる動作を
行うことができる。また、圧縮機（21）の吸入冷媒が湿
り状態となった場合には、ガス冷媒導入管路（35）を通
じて吐出冷媒を圧縮機（21）の吸入側に導入し、圧縮機
（21）の吸入冷媒の湿り度を低減し、あるいは吸入冷媒
を過熱蒸気とすることができる。そして、これらの場合
には、ガス側調節弁（E4）の開度調節を行い、適切な量
のガス冷媒を圧縮機（21）の吸入側へ供給できる。従っ
て、これらの動作によって、吸入冷媒圧力の過低下や液
バックによる圧縮機（21）の破損を回避しつつ、圧縮機
（21）の運転を継続できる。

【００６４】更に、上記第１２の解決手段によれば、液
冷媒導入管路（34）とガス冷媒導入管路（35）との両方
を設けているため、利用側での冷却負荷が無くなった状
態においても、圧縮機（21）を継続して運転することが
可能となる。

【００６５】ここで、利用側での冷却負荷が無くなった
状態では、第１熱媒体や第２熱媒体の温度が下がりすぎ
るのを避けるため、第１，第２熱媒体の冷却を停止する
必要がある。しかしながら、それ程時間を経ずに再び利
用側の冷却負荷が高まる場合もある。従って、このよう
な場合には、その後の冷却負荷の増大に対応するため、
一時的に冷却負荷が無くなったとしても、圧縮機（21）
の運転を継続させておく必要が生じる。

【００６６】この場合において、本解決手段では、圧縮
機（21）の吸入側に対して、液冷媒導入管路（34）を通
じて液冷媒を供給できると共に、ガス冷媒導入管路（3
5）を通じて吐出ガス冷媒を供給できる。このため、冷
媒回路（20）において、蒸発器（23,24）への冷媒流入
を遮断して熱媒体の冷却を行わない状態であっても、圧
縮機（21）の吸入冷媒を確保することができ、圧縮機
（21）の運転を継続できる。

【００６７】その際、液側調節弁（E3）の開度調節によ
って液冷媒導入管路（34）からの液冷媒の供給量を調節
し、ガス側調節弁（E4）の開度調節によってガス冷媒導
入管路（35）からのガス冷媒の供給量を調節する。これ
によって、圧縮機（21）の吸入冷媒が過度に湿るのを回
避でき、液バックによる圧縮機（21）の破損を防止しつ
つ、圧縮機（21）の運転継続が可能となる。

【００６８】特に、上記第１３の解決手段によれば、液
冷媒導入管路（34）の液冷媒と、ガス冷媒導入管路（3
5）のガス冷媒とをアキュームレータ（25）で混合し、
その後にアキュームレータ（25）からガス冷媒だけを圧
縮機（21）へ供給できる。このため、液冷媒導入管路
（34）を通じた液冷媒の供給を行う場合であっても、液
バックによる圧縮機（21）の破損を確実に回避できる。

【００６９】上記第１５の解決手段では、第１回路（5
0）と第２回路（60）にそれぞれ調節用ヒータ（52,62）
を設けている。このため、加熱量の調節が容易なヒータ
（52,62）を用いることにより、利用側へ供給される第
１，第２熱媒体を、確実に第１，第２設定温度に保つこ
とができる。

【００７０】上記第１６，第１７の解決手段では、第
１，第２回路（50,60）にそれぞれ第１，第２タンク（5
3,63）が設けられる。特に、第１７の解決手段によれ
ば、第１，第２調節用ヒータ（52,62）の下流に第１，
第２タンク（53,63）を設けており、第１，第２調節用
ヒータ（52,62）から出た第１，第２熱媒体が第１，第
２タンク（53,63）に貯留される。つまり、第１設定温
度の第１熱媒体が、第１タンク（53）に貯留される。同
様に、第２設定温度の第２熱媒体が、第２タンク（63）
に貯留される。

【００７１】このため、例えば利用側の負荷が急激に変
動した場合に、第１，第２調節用ヒータ（52,62）から
出た第１，第２熱媒体の温度がその設定温度からずれて
しまったとしても、この温度の変動は、第１，第２タン
ク（53,63）に貯留された第１，第２熱媒体によって緩
和される。従って、利用側へ供給する第１，第２熱媒体
の温度を、一層確実に第１，第２設定温度に保持するこ
とが可能となる。

【００７２】上記第１８，第１９の解決手段によれば、
第１，第２タンク（53,63）における液面位置が所定の
下限位置に達したことを、確実に検知できる。ここで、
第１，第２回路（50,60）において、第１，第２タンク
（53,63）の内部やその下流にポンプを設けている場
合、第１，第２タンク（53,63）に貯留する熱媒体の量
が過少となると、ポンプが空気を吸入してしまい、利用
側に対する熱媒体の供給量が低下するおそれがある。こ
れに対し、本解決手段のように液面検出手段を設けれ
ば、第１，第２タンク（53,63）における熱媒体の貯留
量を正確に把握でき、熱媒体の供給量不足といった事態
を回避できる。

【００７３】特に、第１９の解決手段では、第１，第２
抑制手段（73,74）によって波立ちが抑えられた液面の
位置を、第１，第２液面検出手段（56,66）により検出
している。従って、第１，第２タンク（53,63）におけ
る正確な液面位置に基づいて、該液面位置が下限位置に
達したことを検出できる。このため、熱媒体の供給量不
足に至る危険性を一層低減できる。

【００７４】上記第２０の解決手段によれば、ガス導入
手段（77）によりガスを導入すれば、第１，第２回路
（50,60）に充填された第１，第２熱媒体を、ほぼ完全
に第１，第２タンク（53,63）に回収するできる。そし
て、第１，第２タンク（53,63）に回収された熱媒体を
抜き取ることによって、第１，第２回路（50,60）から
ほぼ完全に熱媒体を抜き取ることが可能となる。このた
め、冷凍装置の保守作業に要する工数を削減することが
できる。また、抜き出した第１，第２熱媒体を再使用す
ることもでき、高価な熱媒体を用いる場合であっても、
ランニングコストの低減を図ることができる。

【００７５】

【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。本実施形態は、本発明に係る
冷凍装置により構成された、ブラインのチリングユニッ
トである。

【００７６】図１に示すように、上記チリングユニット
（10）は、冷媒回路（20）、冷却水回路（40）、第１回
路（50）、第２回路（60）、及びコントローラ（80）を
備えている。このチリングユニット（10）は、半導体の
製造工程におけるシリコンウェハーの冷却を行うため
に、温度レベルの異なる第１ブラインと第２ブラインと
を、利用側である半導体の生産設備に供給するためのも
のである。

【００７７】《冷媒回路》上記冷媒回路（20）は、圧縮
機（21）、凝縮器（22）、第１膨張弁（E1）、第２膨張
弁（E2）、第１蒸発器（23）、第２蒸発器（24）、及び
アキュームレータ（25）を配管接続して構成されてい
る。また、第１蒸発器（23）と第２蒸発器（24）とは、
冷媒回路（20）において並列接続されている。この冷媒
回路（20）には、Ｒ４０７Ｃが冷媒として充填されてい
る。冷媒回路（20）では、この冷媒が相変化しつつ循環
し、冷凍サイクルが行われる。

【００７８】上記冷媒回路（20）において、圧縮機（2
1）の吐出側は、吐出ガス配管（31）を介して凝縮器（2
2）における冷媒流路（22a）の上端に接続されている。
この凝縮器（22）については、後述する。凝縮器（22）
における冷媒流路（22a）の下端には、液配管（32）の
一端が接続されている。液配管（32）は、他端側で２つ
の分岐管に分岐されている。液配管（32）の第１分岐管
（32a）は、第１膨張弁（E1）を介して、第１蒸発器（2
3）における１次側流路（23a）の上端に接続されてい
る。一方、液配管（32）の第２分岐管（32b）は、第２
膨張弁（E2）を介して、第２蒸発器（24）における１次
側流路（24a）の上端に接続されている。尚、第１蒸発
器（23）及び第２蒸発器（24）については、後述する。

【００７９】第１蒸発器（23）と第２蒸発器（24）と
は、吸入ガス配管（33）を介して圧縮機（21）の吸入側
に接続されている。具体的に、吸入ガス配管（33）は、
一端側で２つの分岐管に分岐されている。そして、吸入
ガス配管（33）は、その第１分岐管（33a）が第１蒸発
器（23）における１次側流路（23a）の下端に接続さ
れ、その第２分岐管（33b）が第２蒸発器（24）におけ
る１次側流路（24a）の下端に接続されている。また、
吸入ガス配管（33）の他端は、アキュームレータ（25）
を介して圧縮機（21）の吸入側に接続されている。

【００８０】上記第１膨張弁（E1）及び第２膨張弁（E
2）は、冷媒の膨張機構を構成している。また、第１膨
張弁（E1）及び第２膨張弁（E2）としては、共に、モー
タで駆動されて開度が変更される、いわゆる電子膨張弁
が用いられている。

【００８１】上記凝縮器（22）は、いわゆるプレート式
熱交換器により構成されている。凝縮器（22）には、冷
媒流路（22a）と冷却水流路（22b）とが区画形成されて
いる。この凝縮器（22）は、冷媒流路（22a）の冷媒と
冷却水流路（22b）の冷却水とを熱交換させ、この熱交
換によって冷媒を凝縮させるためのものである。

【００８２】上記第１蒸発器（23）は、いわゆるプレー
ト式熱交換器により構成されている。第１蒸発器（23）
には、１次側流路（23a）と２次側流路（23b）とが区画
形成されている。この第１蒸発器（23）は、１次側流路
（23a）の冷媒と２次側流路（23b）のブラインとを熱交
換させ、この熱交換によってブラインを冷却するための
ものである。

【００８３】上記第２蒸発器（24）は、いわゆるプレー
ト式熱交換器により構成されている。第２蒸発器（24）
には、１次側流路（24a）と２次側流路（24b）とが区画
形成されている。この第２蒸発器（24）は、１次側流路
（24a）の冷媒と２次側流路（24b）のブラインとを熱交
換させ、この熱交換によってブラインを冷却するための
ものである。

【００８４】上記圧縮機（21）は、全密閉型のスクロー
ル圧縮機（21）によって構成されている。この圧縮機
（21）の電動機には、図外のインバータを介して電力が
供給される。そして、インバータの出力周波数を調節し
て電動機の回転数を変更することにより、圧縮機（21）
の容量が変更される。即ち、上記圧縮機（21）は、容量
可変に構成されている。

【００８５】更に、上記冷媒回路（20）には、液冷媒導
入管（34）、ガス冷媒導入管（35）、第３膨張弁（E
3）、及び第４膨張弁（E4）が設けられている。

【００８６】上記液冷媒導入管（34）の一端は、上記液
配管（32）における第１及び第２膨張弁（E1,E2）の上
流側に接続されている。また、液冷媒導入管（34）の他
端は、上記吸入ガス配管（33）におけるアキュームレー
タ（25）の上流側に接続されている。この液冷媒導入管
（34）は、凝縮器（22）で凝縮した冷媒を圧縮機（21）
の吸入側へ導入するための液冷媒導入管路を構成してい
る。液冷媒導入管（34）には、第３膨張弁（E3）が液側
調節弁として設けられている。この第３膨張弁（E3）
は、上述の電子膨張弁によって構成されている。

【００８７】上記ガス冷媒導入管（35）の一端は、上記
吐出ガス配管（31）に接続されている。また、ガス冷媒
導入管（35）の他端は、上記吸入ガス配管（33）におけ
るアキュームレータ（25）の上流側に接続されている。
この液冷媒導入管（34）は、圧縮機（21）から吐出され
たガス冷媒を圧縮機（21）の吸入側へ導入するためのガ
ス冷媒導入管路を構成している。ガス冷媒導入管（35）
には、第４膨張弁（E4）がガス側調節弁として設けられ
ている。この第４膨張弁（E4）は、上述の電子膨張弁に
よって構成されている。

【００８８】《冷却水回路》上記冷却水回路（40）は、
流入配管（42）及び流出配管（43）を備えている。ま
た、冷却水回路（40）には、冷却熱交換器（41）が接続
されている。この冷却水回路（40）では、上記凝縮器
（22）及び冷却熱交換器（41）と、図外の冷却塔との間
で冷却水が循環する。

【００８９】上記流入配管（42）の一端は、図外のポン
プを介して冷却塔に接続されている。また、流入配管
（42）は、他端側で２つの分岐管に分岐されている。流
入配管（42）の第１分岐管（42a）は、第１電動弁（S
1）を介して冷却熱交換器（41）における冷却水流路（4
1b）の下端に接続されている。この第１電動弁（S1）
は、第１調節弁を構成している。一方、流入配管（42）
の第２分岐管（42b）は、第２電動弁（S2）を介して凝
縮器（22）における冷却水流路（22b）の下端に接続さ
れている。この第２電動弁（S2）は、第２調節弁（S2）
を構成している。尚、冷却熱交換器（41）については、
後述する。

【００９０】上記冷却熱交換器（41）と凝縮器（22）と
は、流出配管（43）を介して冷却塔に接続されている。
具体的に、流出配管（43）は、その一端側で２つの分岐
管に分岐されている。流出配管（43）の第１分岐管（43
a）は、冷却熱交換器（41）における冷却水流路（41b）
の上端に接続されている。一方、流入配管（42）の第２
分岐管（43b）は、凝縮器（22）における冷却水流路（2
2b）の上端に接続されている。また、流入配管（42）
は、その他端が図外の冷却塔に接続されている。

【００９１】上記冷却熱交換器（41）は、いわゆるプレ
ート式熱交換器により構成されている。冷却熱交換器
（41）には、冷却水流路（41b）とブライン流路（41a）
とが区画形成されている。この冷却熱交換器（41）は、
冷却水流路（41b）の冷却水とブライン流路（41a）のブ
ラインとを熱交換させ、この熱交換によってブラインを
冷却するためのものである。

【００９２】《第１回路、第２回路》上記第１回路（5
0）は、冷却熱交換器（41）、第１蒸発器（23）、第１
ヒータ（52）、及び第１タンク（53）を順に配管接続し
て構成された閉回路である。この第１回路（50）には、
第１熱媒体である第１ブラインが充填されている。そし
て、第１回路（50）では、冷却熱交換器（41）及び第１
蒸発器（23）と利用側との間で第１ブラインが循環し、
第１設定温度とされた第１ブラインが利用側へ供給され
る。尚、第１ブラインは、いわゆるフロリナートにより
構成されている。また、第１設定温度は、例えば３０℃
〜１２０℃の範囲内の所定値に設定される。

【００９３】上記第１回路（50）において、利用側から
延びるブラインの戻り管（51）は、冷却熱交換器（41）
におけるブライン流路（41a）の下端に接続されてい
る。冷却熱交換器（41）におけるブライン流路（41a）
の上端は、第１蒸発器（23）における２次側流路（23
b）の下端と配管接続されている。第１蒸発器（23）に
おける２次側流路（23b）の上端は、第１ヒータ（52）
を介して第１タンク（53）の下部と配管接続されてい
る。この第１ヒータ（52）は、第１調節用ヒータを構成
している。

【００９４】第１タンク（53）には、その底部に第１ブ
ラインポンプ（54）が設置されている。この第１ブライ
ンポンプ（54）には、利用側へ延びるブラインの送出管
（55）が接続されている。第１ブラインポンプ（54）
は、第１タンク（53）内の第１ブラインを吸入し、送出
管（55）を通じて利用側へ送り出すためのものである。
また、送出管（55）には、第１逆止弁（CV1）が設けら
れている。この第１逆止弁（CV1）は、第１タンク（5
3）から利用側へ向かう第１ブラインの流通のみを許容
する。

【００９５】上記第２回路（60）は、第２蒸発器（2
4）、第２ヒータ（62）、及び第２タンク（63）を順に
配管接続して構成された閉回路である。この第２回路
（60）には、第２熱媒体である第２ブラインが充填され
ている。そして、第２回路（60）では、第２蒸発器（2
4）と利用側との間で第２ブラインが循環し、第２設定
温度とされた第２ブラインが利用側へ供給される。尚、
第２ブラインは、いわゆるフロリナートにより構成され
ている。また、第２設定温度は、例えば−３０℃〜６０
℃の範囲内の所定値に設定される。ただし、第２設定温
度は、上記第１設定温度よりも低い値に設定される。

【００９６】上記第２回路（60）において、利用側から
延びるブラインの戻り管（61）は、第２蒸発器（24）に
おける２次側流路（24b）の下端に接続されている。第
２蒸発器（24）における２次側流路（24b）の上端は、
第２ヒータ（62）を介して第２タンク（63）の下部と配
管接続されている。この第２ヒータ（62）は、第２調節
用ヒータを構成している。

【００９７】第２タンク（63）には、その底部に第２ブ
ラインポンプ（64）が設置されている。この第２ブライ
ンポンプ（64）には、利用側へ延びるブラインの送出管
（65）が接続されている。第２ブラインポンプ（64）
は、第２タンク（63）内の第２ブラインを吸入し、送出
管（65）を通じて利用側へ送り出すためのものである。
また、送出管（65）には、第２逆止弁（CV2）が設けら
れている。この第２逆止弁（CV2）は、第２タンク（6
3）から利用側へ向かう第２ブラインの流通のみを許容
する。

【００９８】《第１タンク、第２タンク》上記第１タン
ク（53）は、直方体形状の容器で構成されている。この
第１タンク（53）の大きさは、概ね一斗缶程度とされて
いる。第１タンク（53）には、第１ヒータ（52）を通過
した第１ブラインが貯留されている。つまり、第１タン
ク（53）には、第１設定温度とされた第１ブラインが貯
留されている。

【００９９】上記第１タンク（53）には、電極式の液面
センサ（56）が、第１液面検出手段として設けられてい
る。上記液面センサ（56）は、下限検知部（56a）と、
上限検知部（56b）とを備えている。下限検知部（56a）
は、第１タンク（53）における液面の下限位置に設けら
れている。この液面の下限位置は、第１タンク（53）内
に設けられた第１ブラインポンプ（54）が空気を吸い込
まないように、第１ブラインポンプ（54）の吸入口の位
置に対応して定められている。また、上限検知部（56
b）は、第１タンク（53）における液面の上限位置に設
けられている。この液面の上限位置は、第１タンク（5
3）から第１ブラインがオーバーフローしないように定
められている。そして、上記液面センサ（56）は、下限
検知部（56a）が第１ブラインの液面を検知すると検出
信号として下限信号を出力し、上限検知部（56b）が第
１ブラインの液面を検知すると検出信号として上限信号
を出力する。

【０１００】上記第２タンク（63）は、直方体形状の容
器で構成されている。この第２タンク（63）の大きさ
は、概ね一斗缶程度とされている。第２タンク（63）に
は、第２ヒータ（62）を通過した第２ブラインが貯留さ
れている。つまり、第２タンク（63）には、第２設定温
度とされた第２ブラインが貯留されている。

【０１０１】上記第２タンク（63）には、電極式の液面
センサ（66）が、第２液面検出手段として設けられてい
る。上記液面センサ（66）は、下限検知部（66a）と、
上限検知部（66b）とを備えている。下限検知部（66a）
は、第２タンク（63）における液面の下限位置に設けら
れている。この液面の下限位置は、第２タンク（63）内
に設けられた第２ブラインポンプ（64）が空気を吸い込
まないように、第２ブラインポンプ（64）の吸入口の位
置に対応して定められている。また、上限検知部（66
b）は、第２タンク（63）における液面の上限位置に設
けられている。この液面の上限位置は、第２タンク（6
3）から第２ブラインがオーバーフローしないように定
められている。そして、上記液面センサ（66）は、下限
検知部（66a）が第２ブラインの液面を検知すると検出
信号として下限信号を出力し、上限検知部（66b）が第
２ブラインの液面を検知すると検出信号として上限信号
を出力する。

【０１０２】上記第１タンク（53）及び第２タンク（6
3）には、それぞれドレンポート（71）が１つずつ設け
られている。このドレンポート（71）は、第１，第２タ
ンク（53,63）の底部に接続している。また、各ドレン
ポート（71）には、ドレン弁（72）が１つずつ設けられ
ている。このドレンポート（71）は、第１，第２タンク
（53,63）からブラインを抜き取る際に用いられる。

【０１０３】上記第１タンク（53）及び第２タンク（6
3）には、それぞれ波除け板（73）が１つずつ設けられ
ている。第１タンク（53）に設けられた波除け板（73）
は、第１抑制手段を構成している。また、第２タンク
（63）に設けられた波除け板（73）は、第２抑制手段を
構成している。ここでは、第１タンク（53）の波除け板
（73）について説明するが、第２タンク（63）のものに
ついても同様に構成されている。

【０１０４】図２に示すように、波除け板（73）は、上
から見てコ字状に形成されている。また、波除け板（7
3）の高さは、第１タンク（53）の深さよりもやや短く
設定されている。この波除け板（73）は、第１タンク
（53）の内側面に取り付けられ、その内側に空間を区画
している。また、波除け板（73）は、その下端が第１タ
ンク（53）の底面よりもやや上となり、その上端が第１
タンク（53）の天板よりもやや下となるように配置され
ている。

【０１０５】波除け板（73）の内側に区画された空間に
は、波除け板（73）の下端と第１タンク（53）の底面と
の間の隙間だけを通って第１ブラインが出入りする。従
って、波除け板（73）の外側において第１ブラインの液
面が波立っている場合であっても、波除け板（73）の内
側の空間では、液面の波立ちが抑えられる。そして、第
１タンク（53）の液面センサ（56）は、この波除け板
（73）の内側に区画された空間に配置され、波立ちの抑
制された液面に基づいて検出信号を出力する。

【０１０６】上述のように、第２タンク（63）の波除け
板（73）も、上記第１タンク（53）の波除け板（73）と
同様に形成され、且つ同様に設置されている。そして、
第２タンク（63）の液面センサ（66）は、第２タンク
（63）において波除け板（73）が区画する空間の液面位
置を検出するように、所定位置に配置される。

【０１０７】《その他》上記第１回路（50）と第２回路
（60）には、ガス導入手段である窒素導入管（77）が接
続されている。窒素導入管（77）は、その一端に開閉弁
（79）が設けられている。この窒素導入管（77）の一端
は、窒素ボンベが接続する接続ポート（78）を構成して
いる。

【０１０８】窒素導入管（77）は、他端側で２つの分岐
管に分岐されている。窒素導入管（77）の第１分岐管
（77a）は、第１回路（50）の送出管（55）における第
１逆止弁（CV1）の下流側に接続されている。この第１
分岐管（77a）には、該送出管（55）に向かって順に、
第１電磁弁（SV1）と第３逆止弁（CV3）とが設けられて
いる。第３逆止弁（CV3）は、接続ポート（78）から該
送出管（55）に向かう窒素ガスの流通のみを許容する。
一方、窒素導入管（77）の第２分岐管（77b）は、第２
回路（60）の送出管（65）における第２逆止弁（CV2）
の下流側に接続されている。この第２分岐管（77b）に
は、該送出管（65）に向かって順に、第２電磁弁（SV
2）と第４逆止弁（CV4）とが設けられている。第４逆止
弁（CV4）は、接続ポート（78）から該送出管（65）に
向かう窒素ガスの流通のみを許容する。

【０１０９】上記冷媒回路（20）、第１回路（50）、及
び第２回路（60）には、各種のセンサが設けられてい
る。

【０１１０】具体的に、上記冷媒回路（20）には、第１
圧力センサ（P1）、第２圧力センサ（P2）、第１サーミ
スタ（T1）、第２サーミスタ（T2）、及び第３サーミス
タ（T3）が設けられている。第１圧力センサ（P1）は、
吸入ガス配管（33）に接続され、圧縮機（21）が吸入す
る冷媒の圧力を検出する。第２圧力センサ（P2）は、吐
出ガス配管（31）に接続され、圧縮機（21）が吐出する
冷媒の圧力を検出する。第１サーミスタ（T1）は、吸入
ガス配管（33）に取り付けられ、この吸入ガス配管（3
3）の温度を検出することによって、圧縮機（21）が吸
入する冷媒の温度を検出する。第２サーミスタ（T2）
は、吐出ガス配管（31）に取り付けられ、この吐出ガス
配管（31）の温度を検出することによって、圧縮機（2
1）が吐出する冷媒の温度を検出する。第３サーミスタ
（T3）は、吸入ガス配管（33）の第２分岐管（33b）に
設けられ、この第２分岐管（33b）の温度を検出するこ
とによって、第２蒸発器（24）から流出した冷媒の温度
を検出する。

【０１１１】上記第１回路（50）には、第１白金温度計
（Pt1）、第２白金温度計（Pt2）、第４白金温度計（Pt
4）、及び第３圧力センサ（P3）が設けられている。第
１白金温度計（Pt1）は、第１回路（50）の戻り管（5
1）に設けられ、利用側から戻ってきた第１ブラインの
温度を検出する。第２白金温度計（Pt2）は、第１回路
（50）における冷却熱交換器（41）の出口付近に設けら
れ、冷却熱交換器（41）から流出する第１ブラインの温
度を検出する。第４白金温度計（Pt4）は、第１回路（5
0）における第１ヒータ（52）の出口付近に設けられ、
第１ヒータ（52）から流出する第１ブラインの温度を検
出する。第３圧力センサ（P3）は、第１回路（50）の送
出管（55）に接続され、第１ブラインポンプ（54）から
吐出された第１ブラインの圧力を検出する。

【０１１２】上記第２回路（60）には、第５白金温度計
（Pt5）、第７白金温度計（Pt7）、及び第４圧力センサ
（P4）が設けられている。第５白金温度計（Pt5）は、
第２回路（60）の戻り管（61）に設けられ、利用側から
戻ってきた第２ブラインの温度を検出する。第７白金温
度計（Pt7）は、第２回路（60）における第２ヒータ（6
2）の出口付近に設けられ、第２ヒータ（62）から流出
する第２ブラインの温度を検出する。第４圧力センサ
（P4）は、第２回路（60）の送出管（65）に接続され、
第２ブラインポンプ（64）から吐出された第２ブライン
の圧力を検出する。尚、上記の各白金温度計は、白金測
温抵抗体を用いた温度センサである。

【０１１３】上記コントローラ（80）は、チリングユニ
ット（10）の運転制御を行うものである。このコントロ
ーラ（80）には、上記のサーミスタ（T1,…）、圧力セ
ンサ（P1,…）、白金温度計（Pt1,…）、液面センサ（5
6,66）の検出信号が入力される。そして、コントローラ
（80）は、入力された信号に基づき、第１〜第４膨張弁
（E1〜E4）の開度調節、第１，第２電動弁（S1,S2）の
開度調節、圧縮機（21）の容量調節、第１，第２ヒータ
（52,62）の出力調節などを行う。

【０１１４】−運転動作− 上記チリングユニット（10）の運転動作について説明す
る。

【０１１５】《冷媒回路、冷却水回路における動作》冷
媒回路（20）において、圧縮機（21）を運転すると、圧
縮されたガス冷媒が圧縮機（21）から吐出される。この
ガス冷媒は、吐出ガス配管（31）を通って凝縮器（22）
の冷媒流路（22a）に導入される。凝縮器（22）の冷媒
流路（22a）では、導入された冷媒が冷却水流路（22b）
の冷却水に放熱して凝縮する。凝縮した冷媒は、凝縮器
（22）から出て液配管（32）を流れる。その後、液配管
（32）の冷媒は、二手に分流されて、一方が第１分岐管
（32a）に流入し、他方が第２分岐管（32b）に流入す
る。

【０１１６】液配管（32）の第１分岐管（32a）に流入
した冷媒は、第１膨張弁（E1）で減圧された後に、第１
蒸発器（23）の１次側流路（23a）に導入される。この
１次側流路（23a）では、導入された冷媒が２次側流路
（23b）の第１ブラインから吸熱して蒸発する。蒸発し
た冷媒は、第１蒸発器（23）から出て吸入ガス配管（3
3）の第１分岐管（33a）に流入する。

【０１１７】一方、液配管（32）の第２分岐管（32b）
に流入した冷媒は、第２膨張弁（E2）で減圧された後
に、第２蒸発器（24）の１次側流路（24a）に導入され
る。この１次側流路（24a）では、導入された冷媒が２
次側流路（24b）の第２ブラインから吸熱して蒸発す
る。蒸発した冷媒は、第２蒸発器（24）から出て吸入ガ
ス配管（33）の第２分岐管（33b）に流入する。

【０１１８】吸入ガス配管（33）において、第１分岐管
（33a）の冷媒と第２分岐管（33b）の冷媒とが合流す
る。この合流後の冷媒は、アキュームレータ（25）を通
って圧縮機（21）に吸入される。圧縮機（21）は、吸入
した冷媒を圧縮して再び吐出する。冷媒回路（20）で
は、以上のように冷媒が循環して、冷凍サイクルが行わ
れる。

【０１１９】冷却水回路（40）において、ポンプ（図
外）を運転すると、冷却塔（図外）で冷却された冷却水
が、流入配管（42）を通じて送り込まれる。流入配管
（42）を流れる冷却水は、二手に分流され、一方が第１
分岐管（42a）に流入し、他方が第２分岐管（42b）に流
入する。

【０１２０】流入配管（42）の第１分岐管（42a）に入
った冷却水は、第１電動弁（S1）を通過して冷却熱交換
器（41）の冷却水流路（41b）に導入される。冷却熱交
換器（41）では、導入された冷却水がブライン流路（41
a）の第１ブラインから吸熱する。吸熱後の冷却水は、
冷却熱交換器（41）から出て流出配管（43）の第１分岐
管（43a）を流れる。

【０１２１】一方、流入配管（42）の第２分岐管（42
b）に入った冷却水は、第２電動弁（S2）を通過して凝
縮器（22）の冷却水流路（22b）に導入される。凝縮器
（22）では、導入された冷却水が冷媒流路（22a）の冷
媒から吸熱する。吸熱後の冷却水は、凝縮器（22）から
出て流出配管（43）の第２分岐管（43b）を流れる。

【０１２２】流出配管（43）において、第１分岐管（43
a）の冷却水と第２分岐管（43b）の冷却水とが合流す
る。この合流後の冷却水は、冷却塔（図外）に送られて
冷却され、再び流入配管（42）を通じて送り込まれる。

【０１２３】《第１回路、第２回路における動作》第１
回路（50）において、第１ブラインポンプ（54）を運転
すると、第１ブラインが循環する。利用側で対象物から
吸熱した第１ブラインは、戻り管（51）を流れて冷却熱
交換器（41）のブライン流路（41a）に導入される。冷
却熱交換器（41）では、ブライン流路（41a）の第１ブ
ラインが冷却水流路（41b）の冷却水と熱交換する。こ
の熱交換により、第１ブラインは、冷却水に放熱して冷
却される。冷却熱交換器（41）で冷却された第１ブライ
ンは、第１蒸発器（23）の２次側流路（23b）に導入さ
れる。第１蒸発器（23）では、２次側流路（23b）の第
１ブラインが１次側流路（23a）の冷媒と熱交換する。
この熱交換により、第１ブラインは、冷媒に放熱して更
に冷却される。

【０１２４】第１蒸発器（23）から出た第１ブライン
は、第１ヒータ（52）に導入される。第１ヒータ（52）
は、第１ブラインの温度が第１設定温度となるように、
第１ブラインに適当な熱量を付与する。つまり、第１蒸
発器（23）の出口において第１ブラインの温度が第１設
定温度よりも低くなった場合には、第１ヒータ（52）で
の加熱によって第１ブラインの温度を第１設定温度に合
わせる。

【０１２５】第１ヒータ（52）において第１設定温度と
なった第１ブラインは、第１タンク（53）に流入して貯
留される。第１タンク（53）に貯留された第１設定温度
の第１ブラインは、第１ブラインポンプ（54）に吸入さ
れ、送出管（55）に送り出される。送出管（55）を通じ
て供給された第１ブラインは、利用側において対象物の
冷却に利用される。利用側で対象物から吸熱した第１ブ
ラインは、戻り管（51）を通じて再び冷却熱交換器（4
1）へ送り込まれる。

【０１２６】第２回路（60）において、第２ブラインポ
ンプ（64）を運転すると、第２ブラインが循環する。利
用側で対象物から吸熱した第２ブラインは、戻り管（6
1）を流れて第２蒸発器（24）の２次側流路（24b）に導
入される。第２蒸発器（24）では、２次側流路（24b）
の第２ブラインが１次側流路（24a）の冷媒と熱交換す
る。この熱交換により、第２ブラインは、冷媒に放熱し
て冷却される。

【０１２７】第２蒸発器（24）から出た第２ブライン
は、第２ヒータ（62）に導入される。第２ヒータ（62）
は、第２ブラインの温度が第２設定温度となるように、
第２ブラインに適当な熱量を付与する。つまり、第２蒸
発器（24）の出口において第２ブラインの温度が第２設
定温度よりも低くなった場合には、第２ヒータ（62）で
の加熱によって第２ブラインの温度を第２設定温度に合
わせる。

【０１２８】第２ヒータ（62）において第２設定温度と
なった第２ブラインは、第２タンク（63）に流入して貯
留される。第２タンク（63）に貯留された第２設定温度
の第２ブラインは、第２ブラインポンプ（64）に吸入さ
れ、送出管（65）に送り出される。送出管（65）を通じ
て供給された第２ブラインは、利用側において対象物の
冷却に利用される。利用側で対象物から吸熱した第２ブ
ラインは、戻り管（61）を通じて再び第２蒸発器（24）
へ送り込まれる。

【０１２９】《コントローラの制御動作》上述のよう
に、上記コントローラ（80）は、チリングユニット（1
0）の運転制御を行う。ここでは、その内容について説
明する。

【０１３０】上記コントローラ（80）は、冷却熱交換器
（41）における熱交換量の調節を行う。つまり、第１電
動弁（S1）の開度を調節し、冷却熱交換器（41）に対す
る冷却水の供給量を変更することによって、冷却熱交換
器（41）における第１ブラインからの放熱量を調節す
る。

【０１３１】上記コントローラ（80）は、第１蒸発器
（23）及び第２蒸発器（24）における熱交換量の調節を
行う。つまり、第１膨張弁（E1）の開度を調節し、第１
蒸発器（23）に対する冷媒の供給量を変更することによ
って、第１蒸発器（23）における第１ブラインからの放
熱量を調節する。また、第２膨張弁（E2）の開度を調節
し、第２蒸発器（24）に対する冷媒の供給量を変更する
ことによって、第２蒸発器（24）における第２ブライン
からの放熱量を調節する。その際、コントローラ（80）
は、圧縮機（21）の容量調節も行う。つまり、第１，第
２蒸発器（24）における冷却能力の過不足に応じてイン
バータ（図外）の出力周波数を変更し、圧縮機（21）に
おける電動機の回転数を変更することによって、圧縮機
（21）の容量を調節する。

【０１３２】尚、冷却熱交換器（41）の出口において、
第１ブラインの温度が既に第１設定温度以下となってい
る場合には、第１蒸発器（23）における第１ブラインの
冷却を停止する。つまり、このような場合には、上記コ
ントローラ（80）が第１膨張弁（E1）を全閉し、第１蒸
発器（23）に対する冷媒の供給を遮断する。

【０１３３】上記コントローラ（80）は、第１ヒータ
（52）及び第２ヒータ（62）の出力調節を行う。つま
り、第１ヒータ（52）については、第４白金温度計（Pt
4）の検出温度が第１設定温度となるように、その出力
が調節される。また、第２ヒータ（62）については、第
７白金温度計（Pt7）の検出温度が第２設定温度となる
ように、その出力が調節される。尚、運転状態によって
は、第１ヒータ（52）や第２ヒータ（62）の出力をゼロ
とし、これらヒータ（52,62）におけるブラインの加熱
を行わない場合もある。

【０１３４】上記コントローラ（80）は、第１ブライン
ポンプ（54）と第２ブラインポンプ（64）の発停制御を
行う。ここでは第１ブラインポンプ（54）の場合を例に
説明するが、第２ブラインポンプ（64）の場合も同様で
ある。

【０１３５】この第１ブラインポンプ（54）は、原則と
して常時運転されるものである。ただし、第１タンク
（53）の液面センサ（56）が下限信号又は上限信号の何
れかを出力した場合には、上記コントローラ（80）が第
１ブラインポンプ（54）を緊急停止する。つまり、下限
信号が出力された場合、第１ブラインの流量が不足した
まま運転を継続すると、利用側の冷却対象物にダメージ
を与えるおそれがあるため、第１ブラインポンプ（54）
の運転を停止する。また、上限信号が出力された場合、
第１タンク（53）から第１ブラインが溢れ出すおそれが
あるため、第１ブラインポンプ（54）の運転を停止す
る。

【０１３６】上記コントローラ（80）は、冷媒回路（2
0）における低圧の制御を行う。具体的に、コントロー
ラ（80）は、第２電動弁（S2）の開度を調節して凝縮器
（22）に対する冷却水の供給量を調節し、凝縮器（22）
における冷媒からの放熱量を調節する。そして、凝縮器
（22）における冷媒の圧力を変更することによって、冷
媒回路（20）の低圧を調節する。その際、コントローラ
（80）は、冷媒回路（20）の低圧を可能な範囲で最も低
くなるようにして、圧縮機（21）における消費電力の低
減を図る。

【０１３７】上記コントローラ（80）は、冷媒回路（2
0）の運転状態が異常な状態となっても、圧縮機（21）
の運転を継続させつつ、圧縮機（21）を保護するための
動作を行う。

【０１３８】具体的に、圧縮機（21）の吐出冷媒温度が
過度に上昇した場合において、コントローラ（80）は、
第３膨張弁（E3）を開き、液冷媒導入管（34）を通じて
液冷媒を圧縮機（21）の吸入側へ導入する。このように
液冷媒を導入すると、圧縮機（21）の吸入冷媒温度が低
下してその吐出冷媒温度も低下するため、圧縮機（21）
の破損を回避しつつ運転を継続できる。

【０１３９】また、圧縮機（21）の吸入冷媒圧力が過度
に低下した場合、あるいは圧縮機（21）の吸入冷媒が湿
り状態となった場合において、コントローラ（80）は、
第４膨張弁（E4）を開き、ガス冷媒導入管（35）を通じ
て圧縮機（21）の吐出冷媒を圧縮機（21）の吸入側へ導
入する。このように吐出冷媒を導入すると、圧縮機（2
1）の吸入冷媒圧力が上昇し、その吸入冷媒の湿り度も
低下するため、圧縮機（21）の破損を回避しつつ運転を
継続できる。

【０１４０】ここで、上述したように、上記チリングユ
ニット（10）は、半導体の生産設備にブラインを供給す
るものである。そして、この利用側の特性上、チリング
ユニット（10）においては、冷却負荷のある状態と冷却
負荷のない状態とが、比較的短い時間間隔で交互に繰り
返される。このため、例え冷却負荷が無くなった状態で
あっても、次に冷却負荷が生じる場合に備えて、圧縮機
（21）の運転を継続させる必要がある。ところが、冷却
負荷のない状態では、第１蒸発器（23）や第２蒸発器
（24）においてブラインを冷却する必要がなくなる。こ
のため、第１膨張弁（E1）及び第２膨張弁（E2）が全閉
されてしまい、このままでは圧縮機（21）の運転を継続
できなくなる。

【０１４１】そこで、上記コントローラ（80）は、第１
膨張弁（E1）及び第２膨張弁（E2）の両方が全閉された
状態であっても、圧縮機（21）の運転を継続するための
動作を行う。具体的に、コントローラ（80）は、第３膨
張弁（E3）と第４膨張弁（E4）の開度調節を行う。第３
膨張弁（E3）を開くと、凝縮器（22）で凝縮した冷媒
が、液冷媒導入管（34）を通じて吸入ガス配管（33）に
導入される。また、第４膨張弁（E4）を開くと、圧縮機
（21）から吐出されたガス冷媒が、ガス冷媒導入管（3
5）を通じて吸入ガス配管（33）に導入される。そし
て、液冷媒導入管（34）を通じて送り込まれた冷媒と、
ガス冷媒導入管（35）を通じて送り込まれた冷媒とは、
共にアキュームレータ（25）へ流入し、その後に圧縮機
（21）に吸入される。その際、コントローラ（80）は、
液バックの問題が生じないように、第３膨張弁（E3）と
第４膨張弁（E4）の開度をそれぞれ適当に調節する。以
上の動作によって、第１膨張弁（E1）及び第２膨張弁
（E2）が全閉されていても、圧縮機（21）の運転が可能
となる。

【０１４２】《その他の動作》上記チリングユニット
（10）の点検や修理の際には、第１回路（50）や第２回
路（60）からブラインを抜き取らなければならない場合
もある。このような場合には、窒素導入管（77）を通じ
て第１，第２回路（50,60）に窒素ガスを導入し、ブラ
インを第１，第２タンク（53,63）に回収する動作を行
う。尚、ここでは、この動作について第１回路（50）の
場合を例に説明するが、第２回路（60）についても同様
である。

【０１４３】接続ポート（78）に窒素ボンベを接続し、
開閉弁（79）を開く。続いて第１電磁弁（SV1）を開放
すると、窒素ボンベから第１回路（50）へ窒素ガスが送
り込まれる。この時、窒素ガスは、第１回路（50）の送
出管（55）における第１逆止弁（CV1）の下流に導入さ
れる。このため、第１回路（50）における第１ブライン
の循環方向に沿って、この第１逆止弁（CV1）から第１
ヒータ（52）に至るまでの間の第１ブラインは、導入さ
れた窒素ガスによって押し流されて第１タンク（53）に
回収される。そして、第１タンク（53）のドレン弁（7
2）を開き、第１タンク（53）から第１ブラインを排出
することによって、第１回路（50）からほぼ完全に第１
ブラインが抜き取られる。

【０１４４】−実施形態の効果− 本実施形態によれば、冷媒回路（20）を１つだけ有する
チリングユニット（10）によって、第１設定温度の第１
ブラインと、第２設定温度の第２ブラインとの両方を利
用側へ供給することが可能となる。つまり、本実施形態
によれば、従来のように、第１ブラインの冷却を行う冷
媒回路と第２ブラインの冷却を行う冷媒回路との両方を
設ける必要はない。従って、チリングユニット（10）の
構成を簡素化でき、構成機器の数、特に圧縮機（21）の
台数を削減することによってトラブルの可能性を低減で
きる。このため、チリングユニット（10）の信頼性を向
上させることができる。

【０１４５】また、本実施形態では、第１回路（50）に
冷却熱交換器（41）を接続し、冷却水との熱交換によっ
ても第１ブラインを冷却するようにしている。従って、
冷凍サイクルにより得られた冷熱のみを用いて第１ブラ
インを冷却する場合に比べ、第１ブラインの冷却に要す
るエネルギを大幅に低減できる。このため、チリングユ
ニット（10）の運転に要するエネルギを削減でき、チリ
ングユニット（10）の消費電力を低減できる。

【０１４６】また、本実施形態では、インバータの出力
周波数を変更することによって、圧縮機（21）の容量を
変更している。ここで、従来、この種のチリングユニッ
ト（10）では、圧縮機（21）の吐出ガスをそのまま吸入
側へ戻す、いわゆるホットガスバイパスによって圧縮機
（21）の容量を調節していた。このため、圧縮機（21）
の容量は変更されても圧縮機（21）の消費電力は低下せ
ず、エネルギ効率の点で問題があった。これに対し、本
実施形態のようにインバータにより圧縮機（21）の容量
を調節すれば、圧縮機（21）の容量を小さくすれば消費
電力も低下するため、省エネルギ性に優れたチリングユ
ニット（10）を実現できる。

【０１４７】ここで、急激な負荷変動に制御が追従でき
ず、第１ヒータ（52）の出口における第１ブラインの温
度が第１設定温度からずれてしまう場合もあり得る。こ
れに対し、本実施形態に係る第１回路（50）では、第１
設定温度となった第１ブラインを一旦第１タンク（53）
に貯留し、その後に利用側へ送るようにしている。従っ
て、第１タンク（53）に流入する第１ブラインの温度が
一時的に第１設定温度でなくなったとしても、第１タン
ク（53）から利用側へ送られる第１ブラインの温度は、
ほとんど変動することなく第１設定温度に保たれる。こ
の点は、第２回路（60）についても同様である。このた
め、本実施形態によれば、利用側へ供給するブラインの
温度を確実に設定温度に保持することが可能となる。

【０１４８】また、本実施形態では、第１，第２タンク
（53,63）に波除け板（73）を設け、この波除け板（7
3）で区画された空間において、液面センサ（56,66,）
により液面の検知を行っている。従って、波立ちの抑え
られた液面に基づいて液面センサ（56,66,）の検出信号
が出力されることとなる。このため第１，第２タンク
（53,63）における液面位置を正確に検出でき、ブライ
ンの供給量不足や、ブラインのオーバーフローといった
事態を確実に回避できる。

【０１４９】また、本実施形態では、第１，第２回路
（50,60）に窒素導入管（77）を接続しているため、第
１，第２回路（50,60）からのブラインの抜き取りを容
易に且つ確実に行うことができる。このため、チリング
ユニット（10）の保守作業に要する工数を削減すること
ができる。また、第１，第２タンク（53,63）からブラ
インを抜き出すことができるため、抜き出したブライン
（フロリナート）を再使用することも可能となる。

【０１５０】

【発明のその他の実施の形態】上記実施形態では、第
１，第２抑制手段（73,74）を波除け板（73）によって
構成しているが、これに代えて、次のようにしてもよ
い。即ち、図３に示すように、第１，第２タンク（53,6
3）に別体の補助タンク（74）を設け、この補助タンク
（74）によって第１，第２抑制手段を構成してもよい。
尚、ここでは、第１タンク（53）の場合を例に説明す
る。

【０１５１】上記補助タンク（74）は、縦長の容器状に
形成されている。補助タンク（74）は、その上端部が上
連絡管（75）を介して第１タンク（53）の上部と連通
し、その下端部が下連絡管（76）を介して第１タンク
（53）の下部と連通している。この補助タンク（74）に
は、下連絡管（76）のみを通じて第１タンク（53）に貯
留する第１ブラインが出入りする。従って、補助タンク
（74）内に形成される液面は第１タンク（53）の液面と
同じ位置であって、更に補助タンク（74）内の液面は波
立ちが抑えられている。そして、この補助タンク（74）
に、液面センサ（56）が設置される。つまり、液面セン
サ（56）は、補助タンク（74）に形成される波立ちの少
ない液面に基づいて、上限信号又は下限信号を出力す
る。

【０１５２】更に、図４に示すように、波除け板（73）
と補助タンク（74）を組み合わせて第１，第２抑制手段
を構成してもよい。即ち、波除け板（73）の内側に区画
された空間に上連絡管（75）及び下連絡管（76）が開口
するようにして、補助タンク（74）における液面の波立
ちを一層少なくするようにしてもよい。

【０１５３】また、上記実施形態では、電極式の液面セ
ンサを用いているが、これに代えて、フロート式の液面
センサを用いてもよい。

【０１５４】また、上記実施形態では、第１，第２ブラ
インとしてフロリナートを用いているが、これ以外の物
質をブラインとして用いることも可能である。

【０１５５】また、上記実施形態では、スクロール型の
圧縮機（21）を用いているが、その他の形式の圧縮機、
例えばローリングピストン型の圧縮機を用いてもよい。

【０１５６】また、上記実施形態では、第１蒸発器（2
3）、第２蒸発器（24）、凝縮器（22）、及び冷却熱交
換器（41）をプレート式熱交換器により構成している
が、その他の形式の熱交換器、例えば二重管式の熱交換
器を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係るチリングユニットの全体構成を
示す配管系統図である。

【図２】実施形態に係る第１（第２）タンクの概略斜視
図である。

【図３】その他の実施形態に係る第１（第２）タンクの
概略斜視図である。

【図４】その他の実施形態に係る第１（第２）タンクの
概略斜視図である。

【符号の説明】

（20） 冷媒回路 （21） 圧縮機 （22） 凝縮器 （23） 第１蒸発器 （24） 第２蒸発器（蒸発器） （25） アキュームレータ （34） 液冷媒導入管 （液冷媒導入管路） （35） ガス冷媒導入管（ガス冷媒導入管路） （40） 冷却水回路 （41） 冷却熱交換器 （50） 第１回路 （52） 第１ヒータ（第１調節用ヒータ） （53） 第１タンク （56） 液面センサ（第１液面検出手段） （60） 第２回路 （62） 第２ヒータ（第２調節用ヒータ） （63） 第２タンク （66） 液面センサ（第２液面検出手段） （73） 波除け板 （第１，第２抑制手段） （74） 補助タンク（第１，第２抑制手段） （77） 窒素導入管（ガス導入手段） （E1） 第１膨張弁（膨張機構） （E2） 第２膨張弁（膨張機構） （E3） 第３膨張弁（液側調節弁） （E4） 第４膨張弁（ガス側調節弁） （S1） 第１電動弁（第１調節弁） （S2） 第２電動弁（第２調節弁）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 光史 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 Ｆターム(参考） 5H323 AA18 BB11 BB12 CA08 CB02 CB23 CB33 CB35 CB43 CB45 DA04 DA09 DB13 DB15 EE01 EE14 FF04 GG04 GG05 HH02 JJ10 KK05

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機（21）、凝縮器（22）、膨張機構
   （E1,E2）、第１蒸発器（23）、及び第２蒸発器（24）
   を有して冷媒が循環する冷媒回路（20）と、 第１設定温度の第１熱媒体を利用側へ供給するために上
   記第１蒸発器（23）と利用側の間で第１熱媒体を循環さ
   せる第１回路（50）と、 上記第１設定温度よりも低い第２設定温度の第２熱媒体
   を利用側へ供給するために上記第２蒸発器（24）と利用
   側の間で第２熱媒体を循環させる第２回路（60）とを備
   えている冷凍装置。
2. 【請求項２】圧縮機（21）、凝縮器（22）、膨張機構
   （E1,E2）、及び蒸発器（24）を有して冷媒が循環する
   冷媒回路（20）と、 上記凝縮器（22）に接続して該凝縮器（22）へ冷却水を
   供給する冷却水回路（40）と、 第１設定温度の第１熱媒体を利用側へ供給するために第
   １熱媒体を循環させる第１回路（50）と、 上記冷却水回路（40）及び第１回路（50）に接続して第
   １熱媒体を冷却水と熱交換させる冷却熱交換器（41）
   と、 上記第１設定温度よりも低い第２設定温度の第２熱媒体
   を利用側へ供給するために上記蒸発器（24）と利用側の
   間で第２熱媒体を循環させる第２回路（60）とを備えて
   いる冷凍装置。
3. 【請求項３】圧縮機（21）、凝縮器（22）、膨張機構
   （E1,E2）、第１蒸発器（23）、及び第２蒸発器（24）
   を有して冷媒が循環する冷媒回路（20）と、 上記凝縮器（22）に接続して該凝縮器（22）へ冷却水を
   供給する冷却水回路（40）と、 第１設定温度の第１熱媒体を利用側へ供給するために、
   第１熱媒体を上記冷却水回路（40）の冷却水と熱交換さ
   せる冷却熱交換器（41）が接続されて、上記第１蒸発器
   （23）及び冷却熱交換器（41）と利用側の間で第１熱媒
   体を循環させる第１回路（50）と、 上記第１設定温度よりも低い第２設定温度の第２熱媒体
   を利用側へ供給するために上記第２蒸発器（24）と利用
   側の間で第２熱媒体を循環させる第２回路（60）とを備
   えている冷凍装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は３記載の冷凍装置におい
   て、 第１蒸発器（23）と第２蒸発器（24）とは、冷媒回路
   （20）において互いに並列に接続されている冷凍装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の冷凍装置において、 冷媒回路（20）の膨張機構（E1,E2）は、第１蒸発器（2
   3）の流入側に設けられた第１膨張弁（E1）と、第２蒸
   発器（24）の流入側に設けられた第２膨張弁（E2）とに
   よって構成されている冷凍装置。
6. 【請求項６】 請求項２又は３記載の冷凍装置におい
   て、 冷却熱交換器（41）と凝縮器（22）とは、冷却水回路
   （40）において互いに並列に接続されている冷凍装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の冷凍装置において、 冷却水回路（40）は、冷却熱交換器（41）の流入側に設
   けられた第１調節弁（S1）と、凝縮器（22）の流入側に
   設けられた第２調節弁（S2）とを備えている冷凍装置。
8. 【請求項８】 請求項３記載の冷凍装置において、 冷却熱交換器（41）は、第１回路（50）における第１蒸
   発器（23）の上流に設けられている冷凍装置。
9. 【請求項９】 請求項１，２又は３記載の冷凍装置にお
   いて、 冷媒回路（20）の圧縮機（21）は、その容量が可変に構
   成されている冷凍装置。
10. 【請求項１０】 請求項１，２又は３記載の冷凍装置に
    おいて、 冷媒回路（20）は、 凝縮器（22）から出た液冷媒を圧縮機（21）の吸入側へ
    導入するための液冷媒導入管路（34）と、 該液冷媒導入管路（34）に設けられた液側調節弁（E3）
    とを備えている冷凍装置。
11. 【請求項１１】 請求項１，２又は３記載の冷凍装置に
    おいて、 冷媒回路（20）は、 圧縮機（21）の吐出冷媒を該圧縮機（21）の吸入側へ導
    入するためのガス冷媒導入管路（35）と、 該ガス冷媒導入管路（35）に設けられたガス側調節弁
    （E4）とを備えている冷凍装置。
12. 【請求項１２】 請求項１，２又は３記載の冷凍装置に
    おいて、 冷媒回路（20）は、 凝縮器（22）から出た液冷媒を圧縮機（21）の吸入側へ
    導入するための液冷媒導入管路（34）と、 該液冷媒導入管路（34）に設けられた液側調節弁（E3）
    と、 圧縮機（21）の吐出冷媒を該圧縮機（21）の吸入側へ導
    入するためのガス冷媒導入管路（35）と、 該ガス冷媒導入管路（35）に設けられたガス側調節弁
    （E4）とを備えている冷凍装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載の冷凍装置において、 冷媒回路（20）における圧縮機（21）の吸入側にアキュ
    ームレータ（25）が設けられ、 液導入管路の液冷媒とガス導入管路のガス冷媒とが上記
    アキュームレータ（25）の上流に導入される冷凍装置。
14. 【請求項１４】 請求項１，２又は３記載の冷凍装置に
    おいて、 冷媒回路（20）の冷媒がＲ４０７Ｃで構成されている冷
    凍装置。
15. 【請求項１５】 請求項１，２又は３記載の冷凍装置に
    おいて、 第１回路（50）には、利用側へ送られる冷却後の第１熱
    媒体が第１設定温度となるように該第１熱媒体を加熱す
    る第１調節用ヒータ（52）が設けられ、 第２回路（60）には、利用側へ送られる冷却後の第２熱
    媒体が第２設定温度となるように該第２熱媒体を加熱す
    る第２調節用ヒータ（62）が設けられている冷凍装置。
16. 【請求項１６】 請求項１，２又は３記載の冷凍装置に
    おいて、 第１回路（50）には、第１熱媒体を貯留するための第１
    タンク（53）が設けられ、 第２回路（60）には、第２熱媒体を貯留するための第２
    タンク（63）が設けられている冷凍装置。
17. 【請求項１７】 請求項１５記載の冷凍装置において、 第１回路（50）における第１調節用ヒータ（52）の下流
    には、第１熱媒体を貯留するための第１タンク（53）が
    設けられ、 第２回路（60）における第２調節用ヒータ（62）の下流
    には、第２熱媒体を貯留するための第２タンク（63）が
    設けられている冷凍装置。
18. 【請求項１８】 請求項１６又は１７記載の冷凍装置に
    おいて、 第１タンク（53）における第１熱媒体の液面位置が少な
    くとも所定の下限位置となった場合に検出信号を出力す
    る第１液面検出手段（56）と、 第２タンク（63）における第２熱媒体の液面位置が少な
    くとも所定の下限位置となった場合に検出信号を出力す
    る第２液面検出手段（66）とを備えている冷凍装置。
19. 【請求項１９】 請求項１８記載の冷凍装置において、 第１液面検出手段（56）の検出箇所における第１熱媒体
    の液面の波立ちを抑制するための第１抑制手段（73,7
    4）と、 第２液面検出手段（66）の検出箇所における第２熱媒体
    の液面の波立ちを抑制するための第２抑制手段（73,7
    4）とを備えている冷凍装置。
20. 【請求項２０】 請求項１６又は１７記載の冷凍装置に
    おいて、 第１回路（50）と第２回路（60）とに接続して第１回路
    （50）又は第２回路（60）に所定のガスを導入し、第１
    回路（50）に充填された第１熱媒体を導入したガスによ
    って第１タンク（53）へ回収する動作と、第２回路（6
    0）に充填された第２熱媒体を導入したガスによって第
    ２タンク（63）へ回収する動作とを行うためのガス導入
    手段（77）を備えている冷凍装置。