JP2016053458A - Hydrogen gas cooling device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To supply a sufficient amount of a heat transfer liquid while suppressing a steep rise in a manufacturing cost.SOLUTION: A hydrogen gas cooling device comprises a plurality of refrigeration units 2, and a plurality of liquid feed pumps 6 (6a, 6b) connected to the units 2 (2a-2d). When both the units 2 satisfy a first condition that refrigerant overheating degrees of evaporators of both the units 2 each connected to any of the pumps 6 are equal to or lower than a first temperature, any of the pumps 6 is put into operation. When either one of both the units 2 connected to the pumps 6 in operation satisfies a second condition that the refrigerant overheating degree of the evaporator is equal to or higher than a second temperature while one or more pumps 6 are in operation without cooling a hydrogen gas or while two or more pumps 6 are in operation to cool the hydrogen gas, only one pump 6 is stopped. When either one of both the units 2 connected to the pumps 6 in operation satisfies the second condition while only one pump 6 is in operation to cool the hydrogen gas, the pump 6 is made to continue to operate.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、冷凍ユニットによって冷却した熱媒液を水素ガス冷却用熱交換器に供給して水素ガス冷却用熱交換器において水素ガスを冷却可能に構成された循環型の水素ガス冷却装置に関するものである。   The present invention relates to a circulation type hydrogen gas cooling apparatus configured to supply a heat medium liquid cooled by a refrigeration unit to a hydrogen gas cooling heat exchanger so that the hydrogen gas can be cooled in the hydrogen gas cooling heat exchanger. It is.

例えば、下記の特許文献1には、燃料としての水素ガスを自動車等に充填する燃料充填装置が開示されている。この場合、この種の燃料充填装置が設置されるガスステーションでは、充分な量の水素ガスを蓄えておくことができるように、現地で生成した水素ガス(オンサイト型ステーションの場合)、または、別所で生成されて搬送された水素ガス(オフサイト型ステーションの場合)を充分に圧縮した状態でガスタンク内に蓄えておく構成が採用されている。また、自動車等に水素ガスを充填する際には、ガスステーションのガスタンク(以下、「貯留タンク」ともいう)から、給気配管および給気ノズル等を介して自動車のガスタンク(以下、「車両側タンク」ともいう)に水素ガスが流入させられる。   For example, the following Patent Document 1 discloses a fuel filling device that fills an automobile or the like with hydrogen gas as a fuel. In this case, hydrogen gas generated in the field (in the case of an on-site type station), or in order to store a sufficient amount of hydrogen gas in a gas station where this kind of fuel filling device is installed, or A configuration is adopted in which hydrogen gas generated and transported elsewhere (in the case of an off-site type station) is stored in a gas tank in a sufficiently compressed state. Further, when hydrogen gas is charged into an automobile or the like, the gas tank of the automobile (hereinafter referred to as “vehicle side”) is supplied from the gas tank of the gas station (hereinafter also referred to as “storage tank”) through an air supply pipe and an air supply nozzle. Hydrogen gas is allowed to flow into the tank.

この際に、水素ガスは、給気配管等に配設されている各種の弁などの通過に際して断熱膨張させられたときに、ジュールトムソン効果によって温度上昇する性質を有していることが知られている。このため、単に貯留タンクから車両側タンクに水素ガスを充填したときには、給気配管等の通過時に温度上昇した高温の水素ガスが車両側タンクに流入することとなる。また、水素ガスが消費されて低圧となっている車両側タンク内にガスステーションから水素ガスを流入させたときには、流入した水素ガスが車両側タンク内において断熱膨張してさらに温度上昇することとなる。このため、車両側タンクへの水素ガスの充填効率が低下する結果、充分な量の水素ガスを車両側タンクに充填するのが困難となる。したがって、特許文献1に開示の燃料充填装置では、車両側タンクへの充填に先立って水素ガスを冷却することで充填効率の低下を回避する構成が採用されている。   At this time, it is known that hydrogen gas has a property of increasing in temperature due to the Joule-Thompson effect when it is adiabatically expanded when passing through various valves disposed in an air supply pipe or the like. ing. For this reason, when the vehicle side tank is simply filled with hydrogen gas from the storage tank, the high temperature hydrogen gas whose temperature has risen when passing through the air supply pipe or the like flows into the vehicle side tank. Further, when hydrogen gas is allowed to flow from the gas station into the low-pressure vehicle side tank that has been consumed, the hydrogen gas that has flowed in is adiabatically expanded in the vehicle-side tank and the temperature further rises. . For this reason, the charging efficiency of hydrogen gas into the vehicle-side tank is reduced, and as a result, it becomes difficult to fill the vehicle-side tank with a sufficient amount of hydrogen gas. Therefore, the fuel filling device disclosed in Patent Document 1 employs a configuration that avoids a reduction in filling efficiency by cooling the hydrogen gas prior to filling the vehicle-side tank.

具体的には、特許文献1に開示の燃料充填装置では、水素ガス貯留タンク(貯留タンク)から自動車等に水素ガスを供給する供給経路に、流量調整弁、積算流量計および遮断弁などが配設されると共に、自動車等に接続される連絡管(フレキシブルホース)と上記の遮断弁との間に水素ガス冷却用の冷却手段(熱交換器)が配設されている。この場合、この燃料充填装置では、上記の冷却手段として、エチレングリコールを冷媒とするチラー冷却器などが採用されている。これにより、この燃料充填装置では、貯留タンク内の水素ガスが、流量調整弁、積算流量計および遮断弁などの通過に際して断熱膨張するものの、冷却手段においてエチレングリコールと熱交換させられて温度低下した状態で連絡管を介して車両側タンクに流入させられるため、充填効率の低下をある程度回避することが可能となっている。   Specifically, in the fuel filling device disclosed in Patent Document 1, a flow rate adjustment valve, an integrated flow meter, a shutoff valve, and the like are arranged in a supply path for supplying hydrogen gas from a hydrogen gas storage tank (storage tank) to an automobile or the like. In addition, a cooling means (heat exchanger) for cooling hydrogen gas is disposed between a connecting pipe (flexible hose) connected to an automobile or the like and the shut-off valve. In this case, in this fuel filling device, a chiller cooler using ethylene glycol as a refrigerant is employed as the cooling means. As a result, in this fuel filling device, the hydrogen gas in the storage tank adiabatically expands when passing through the flow regulating valve, the integrating flow meter, the shutoff valve, etc., but the temperature is lowered due to heat exchange with ethylene glycol in the cooling means. In this state, it is allowed to flow into the vehicle-side tank through the connecting pipe, so that it is possible to avoid a decrease in filling efficiency to some extent.

一方、出願人は、特許文献1に開示の燃料充填装置の構成と同様にしてチラー冷却器によって冷却したエチレングリコール等の冷媒(以下、冷凍回路中の冷媒と区別するために「熱媒液」ともいう)によって水素ガスを冷却した後に車両側タンクに充填する構成の装置を試作して水素ガスの充填を試みた。しかしながら、エチレングリコールを熱媒液として使用するチラー冷却器(冷凍回路によって冷却する熱媒液の下限温度がエチレングリコールの凍結温度よりも高いチラー冷却器)では、水素ガスを短時間で充分に冷却することができず、車両側タンクへの水素ガスの充填効率を充分に向上させるのが困難であることが判明した。そこで、出願人は、エチレングリコールよりも凍結温度が低い熱媒液を採用すると共に、そのような極低温まで熱媒液を冷却可能な不活性ガスを冷媒として使用する冷凍回路を搭載したチラー冷却器によって熱媒液を冷却して水素ガスを冷却する構成を試みた。   On the other hand, the applicant applied a refrigerant such as ethylene glycol cooled by a chiller cooler in the same manner as the configuration of the fuel filling device disclosed in Patent Document 1 (hereinafter referred to as “heating medium liquid” to distinguish it from the refrigerant in the refrigeration circuit). In other words, an attempt was made to fill the hydrogen gas by making a prototype of an apparatus configured to fill the vehicle-side tank after cooling the hydrogen gas. However, a chiller cooler that uses ethylene glycol as the heat transfer fluid (a chiller cooler whose lower limit temperature of the heat transfer fluid cooled by the refrigeration circuit is higher than the freezing temperature of ethylene glycol) sufficiently cools the hydrogen gas in a short time. It has been found that it is difficult to sufficiently improve the charging efficiency of hydrogen gas into the vehicle-side tank. Therefore, the applicant adopts a heat transfer liquid whose freezing temperature is lower than that of ethylene glycol, and chiller cooling equipped with a refrigeration circuit that uses an inert gas that can cool the heat transfer liquid to such an extremely low temperature as a refrigerant. An attempt was made to cool the heat transfer fluid with a vessel to cool the hydrogen gas.

しかしながら、熱媒液を極低温まで冷却可能な冷凍回路を有するチラー冷却器では、冷凍回路内の冷媒温度が外気温と同程度まで温度上昇している状態(例えばチラー冷却器を長時間に亘って停止させていた状態)において熱媒液の冷却を開始したときに、蒸発器の温度を充分に低下させて熱冷媒を極低温まで冷却可能な状態となるまでに非常に長い時間を要する。このため、出願人は、熱冷媒を極低温まで冷却する冷凍回路(以下、「低温側冷凍回路」ともいう)の凝縮器を、常温域における冷凍能力が高い冷凍回路(以下、「高温側冷凍回路」ともいう)の蒸発器によって冷却することで低温側冷凍回路の冷却効率を向上させる「二元冷凍回路」を有する冷凍ユニットを備えたチラー冷却器によって熱媒液を冷却して水素ガスを冷却する構成を試みた。これにより、例えばチラー冷却器を長時間に亘って停止させていた状態からでも、熱媒液を極低温まで冷却するのに要する時間を充分に短縮することが可能となった。   However, in a chiller cooler having a refrigeration circuit capable of cooling the heat transfer liquid to an extremely low temperature, the refrigerant temperature in the refrigeration circuit is increased to the same level as the outside air temperature (for example, the chiller cooler is kept for a long time). When the cooling of the heat transfer liquid is started, it takes a very long time until the temperature of the evaporator is sufficiently lowered and the thermal refrigerant can be cooled to an extremely low temperature. For this reason, the applicant uses a condenser of a refrigeration circuit (hereinafter also referred to as “low temperature side refrigeration circuit”) for cooling the thermal refrigerant to an extremely low temperature, and a refrigeration circuit (hereinafter referred to as “high temperature side refrigeration”) having a high refrigeration capacity in a normal temperature range. The heat transfer fluid is cooled by a chiller cooler equipped with a refrigeration unit having a “binary refrigeration circuit” that improves the cooling efficiency of the low-temperature refrigeration circuit by cooling with an evaporator of the “circuit”. Tried to cool. As a result, for example, even when the chiller cooler has been stopped for a long time, it has become possible to sufficiently shorten the time required for cooling the heat transfer fluid to an extremely low temperature.

この場合、例えば、1台の車両に対して大量の水素ガスを充填するときや、複数台の車両に対して水素ガスを連続して充填するときには、極低温の熱媒液を熱交換器に対して長時間に亘って継続的に供給する必要が生じる。また、複数台の車両に対して水素ガスを同時に(並列的に)充填するときには、極低温の熱媒液を複数の熱交換器に対して並列的に供給する(大量の熱媒液を供給する)必要が生じる。このため、この種のチラー冷却器では、水素ガスの冷却によって温度上昇した大量の熱媒液を、水素ガスの冷却に適した極低温まで速やかに温度低下させることができるように、冷凍能力が充分に高い冷凍回路を備えて構成する必要がある。   In this case, for example, when a large amount of hydrogen gas is charged into one vehicle, or when hydrogen gas is continuously charged into a plurality of vehicles, a cryogenic heat transfer fluid is supplied to the heat exchanger. On the other hand, it is necessary to supply continuously over a long time. In addition, when charging hydrogen gas to a plurality of vehicles simultaneously (in parallel), a cryogenic heat medium liquid is supplied in parallel to a plurality of heat exchangers (a large amount of heat medium liquid is supplied). Need). For this reason, this type of chiller cooler has a refrigerating capacity so that a large amount of the heat transfer fluid whose temperature has been increased by cooling the hydrogen gas can be quickly lowered to an extremely low temperature suitable for cooling the hydrogen gas. It is necessary to provide a sufficiently high refrigeration circuit.

しかしながら、大量の熱媒液を短時間で好適に冷却可能とするために、大型の冷凍回路(各構成要素が充分大きく、大量の冷媒によって大量の熱媒液を短時間で冷却可能な冷凍回路)を備えて構成した場合には、例えば、長時間に亘って水素ガスの給気が行われないときや、少数の車両に対して少量の水素ガスを充填するとき(大量の熱媒液を冷却する必要がないとき)に、冷凍回路における大型の圧縮機を動作させることでエネルギーが浪費される。   However, in order to be able to cool a large amount of heat transfer fluid in a short time, a large-scale refrigeration circuit (a refrigerating circuit in which each component is sufficiently large and a large amount of heat transfer fluid can be cooled in a short time with a large amount of refrigerant) ) For example, when hydrogen gas is not supplied for a long time or when a small amount of hydrogen gas is charged into a small number of vehicles (a large amount of heat transfer fluid is added). Energy is wasted by operating a large compressor in the refrigeration circuit when it is not necessary to cool.

一方、大量の熱媒液を冷却する必要がないときに冷凍回路を断続的に動作させる(停止状態および動作状態を交互に繰り返させる)ことにより、圧縮機等を停止させている時間の分だけ、エネルギーの消費量を減少させることが可能となる。しかしなら、大型の冷凍回路に搭載される大型の圧縮機は、停止状態から動作を開始する際のエネルギー消費量が多いため、停止状態および動作状態を短い周期で繰り返した場合には、エネルギーの消費量を好適に減少させるのが困難となる。また、大型の冷凍回路は、動作を開始させてから熱媒液を充分に冷却可能な状態となるまでに長い時間を要する。このため、例えば、水素ガスの充填が行われて熱媒液の温度が急激に上昇したときに停止状態の冷凍回路を再稼働させたとしても、水素ガスの冷却に適した温度まで熱媒液を温度低下させるのに長時間を要する結果、水素ガスを好適に冷却するのが困難となるおそれがある。   On the other hand, by intermittently operating the refrigeration circuit when it is not necessary to cool a large amount of heat transfer fluid (by repeatedly repeating the stopped state and the operating state), only the time for which the compressor or the like is stopped It becomes possible to reduce energy consumption. However, since a large compressor mounted on a large refrigeration circuit consumes a large amount of energy when starting operation from a stopped state, if the stopped state and the operating state are repeated in a short cycle, the energy consumption is reduced. It becomes difficult to reduce consumption appropriately. In addition, a large refrigeration circuit takes a long time from the start of operation until the heat transfer fluid can be sufficiently cooled. For this reason, for example, even if the frozen refrigeration circuit is restarted when hydrogen gas is charged and the temperature of the heat transfer liquid suddenly increases, the heat transfer liquid reaches a temperature suitable for cooling of the hydrogen gas. As a result, it takes a long time to lower the temperature, and it may be difficult to suitably cool the hydrogen gas.

そこで、出願人は、圧縮機の起動時の電力消費量が少なく、かつ、動作開始から熱媒液を充分に冷却可能な状態となるまでに要する時間が短い小型の冷凍回路を有する冷凍ユニットを複数台備えて熱媒液を冷却するようにチラー冷却器を改良した。これにより、例えば、大量の水素ガスを冷却する必要があるときには、複数台の冷凍ユニットによって熱媒液を並列的に冷却することで大量の熱媒液を短時間で冷却することが可能となり、大量の熱媒液を冷却する必要がないときには、複数台の冷凍ユニットのうちのいずれかを停止させ、残りの冷凍ユニットによって熱媒液を冷却することでエネルギーの浪費を回避することが可能となった。   Therefore, the applicant has a refrigeration unit having a small refrigeration circuit that consumes less power at the time of starting the compressor and has a short time required to sufficiently cool the heat transfer fluid from the start of operation. The chiller cooler has been improved to cool the heat transfer fluid with multiple units. Thereby, for example, when it is necessary to cool a large amount of hydrogen gas, it becomes possible to cool a large amount of the heat transfer fluid in a short time by cooling the heat transfer fluid in parallel by a plurality of refrigeration units, When there is no need to cool a large amount of heat transfer fluid, it is possible to avoid wasting energy by stopping any of the multiple refrigeration units and cooling the heat transfer fluid with the remaining refrigeration units. became.

特開2004−116619号公報(第4−10頁、第1−6図)JP 2004-116619 A (page 4-10, FIG. 1-6)

ところが、出願人が、水素ガスの冷却を目的として上記の特許文献1に開示の燃料充填装置におけるチラー冷却器の構成を改良したチラー冷却器には、以下のような改善すべき課題が存在する。すなわち、出願人が開発したチラー冷却器では、複数の冷凍ユニットを備えて熱媒液を並列的に冷却可能とし、必要とされる冷凍能力に応じて冷凍ユニットの運転台数を変化させる構成が採用されている。また、この種のチラー冷却器では、冷凍ユニットによって冷却した熱媒液を液送ポンプによって水素ガス冷却用の熱交換器に液送することにより、冷凍ユニットと熱交換器との間で熱媒液を循環させる構成(液送ポンプによって熱交換器に熱媒液を供給することで熱交換器から熱媒液が回収され、回収された熱媒液が冷凍ユニットに再び供給される構成)が採用されている。   However, the chiller cooler in which the applicant has improved the configuration of the chiller cooler in the fuel filling device disclosed in Patent Document 1 for the purpose of cooling hydrogen gas has the following problems to be improved. . In other words, the chiller cooler developed by the applicant has a configuration in which a plurality of refrigeration units are provided so that the heat transfer fluid can be cooled in parallel, and the number of refrigeration units operated is changed according to the required refrigeration capacity. Has been. Further, in this type of chiller cooler, the heat medium liquid cooled by the refrigeration unit is liquid-fed by a liquid feed pump to a heat exchanger for cooling hydrogen gas, so that the heat medium is transferred between the refrigeration unit and the heat exchanger. A configuration in which the liquid is circulated (a configuration in which the heat medium liquid is recovered from the heat exchanger by supplying the heat medium liquid to the heat exchanger by a liquid feed pump, and the recovered heat medium liquid is supplied to the refrigeration unit again). It has been adopted.

この場合、出願人が改良したチラー冷却器のように複数の冷凍ユニットを備えたチラー冷却器において、各冷凍ユニットによって冷却された熱媒液を1台の液送ポンプによって水素ガス冷却用の熱交換器に供給する構成を採用したときには、例えば、複数の冷凍ユニットのうちの1つを停止させている状態において水素ガスの充填が行われて熱媒液の温度が急激に上昇し、これに応じて停止状態の冷凍ユニットを再稼働させたときに、液送ポンプによって液送される熱媒液が、動作中であった冷凍ユニット(熱媒液を充分に冷却可能な状態となっている冷凍ユニット)だけでなく、再稼働直後であることで熱媒液を充分に冷却するのが困難な状態の冷凍ユニットにも液送されることとなる。   In this case, in the chiller cooler having a plurality of refrigeration units such as the chiller cooler improved by the applicant, the heat medium liquid cooled by each refrigeration unit is heated by the single liquid feed pump for cooling hydrogen gas. When adopting a configuration for supplying to the exchanger, for example, hydrogen gas filling is performed in a state where one of the plurality of refrigeration units is stopped, and the temperature of the heat transfer liquid increases rapidly. In response, when the stopped refrigeration unit is restarted, the heat medium liquid fed by the liquid feed pump is in operation and the refrigeration unit that is in operation (the heat medium liquid can be sufficiently cooled). Not only the refrigeration unit) but also the refrigeration unit in a state in which it is difficult to sufficiently cool the heat transfer fluid immediately after re-operation.

このため、複数の冷凍ユニットを備え、かつ各冷凍ユニットによって冷却した熱媒液を1台の液送ポンプによって液送する構成のチラー冷却器では、再稼働直後の冷凍ユニットに供給されて充分に冷却されていない熱媒液が、動作中であった冷凍ユニットに供給されることで、充分に冷却された熱媒液に混じった状態で水素ガス冷却用の熱交換器に供給されることとなり、これに起因して、水素ガスを好適に冷却するのが困難となるおそれがある。一方、1台の液送ポンプによって複数の冷凍ユニットに熱媒液を液送する構成に代えて、各冷凍ユニット毎に液送ポンプを別個に配設すると共に、各冷凍ユニットの状態に応じて各液送ポンプを別個に動作/停止させる構成を採用することにより、再稼働直後であって熱媒液を充分に冷却するのが困難な状態の冷凍ユニットに対して熱媒液が供給される事態を回避することが可能となる。しかしながら、このような構成では、冷凍ユニットの数と同数の多数の液送ポンプが必要となることに起因して、チラー冷却器の製造コストの低減が困難となる。   For this reason, in a chiller cooler having a plurality of refrigeration units and configured to feed the heat transfer liquid cooled by each refrigeration unit by one liquid feed pump, the chiller cooler is sufficiently supplied to the refrigeration unit immediately after restart. By supplying uncooled heat transfer fluid to the refrigeration unit that was in operation, it is supplied to the heat exchanger for cooling hydrogen gas in a state of being mixed with the sufficiently cooled heat transfer fluid. As a result, it may be difficult to suitably cool the hydrogen gas. On the other hand, instead of a configuration in which the heat transfer liquid is fed to a plurality of refrigeration units by a single liquid feed pump, a liquid feed pump is separately provided for each refrigeration unit, and depending on the state of each refrigeration unit By adopting a configuration in which each liquid feed pump is operated / stopped separately, the heat medium liquid is supplied to the refrigeration unit in a state immediately after re-operation and in which it is difficult to sufficiently cool the heat medium liquid. It becomes possible to avoid the situation. However, in such a configuration, it is difficult to reduce the manufacturing cost of the chiller cooler due to the need for as many liquid feed pumps as the number of refrigeration units.

本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、製造コストの高騰を抑制しつつ、必要に応じて水素ガス冷却用熱交換器に対して充分な量の熱媒液を確実に供給し得る水素ガス冷却装置を提供することを主目的とする。   The present invention has been made in view of such problems to be improved, and it is possible to reliably supply a sufficient amount of heat transfer liquid to a heat exchanger for cooling a hydrogen gas as necessary while suppressing an increase in manufacturing cost. The main object of the present invention is to provide a hydrogen gas cooling device that can be supplied to the vehicle.

上記目的を達成すべく、請求項1記載の水素ガス冷却装置は、高温側冷凍回路における第1の蒸発器によって低温側冷凍回路の凝縮器を冷却すると共に当該低温側冷凍回路における第2の蒸発器によって熱媒液を冷却可能に構成された二元冷凍回路を有する複数の冷凍ユニットと、前記各冷凍ユニットおよび水素ガス冷却用熱交換器の間で前記熱媒液を循環させる熱媒液循環路を構成する熱媒液配管と、前記熱媒液配管に接続されて前記各冷凍ユニットによって冷却した前記熱媒液を前記水素ガス冷却用熱交換器に供給すると共に当該水素ガス冷却用熱交換器から当該熱媒液を回収する複数の液送ポンプと、前記各冷凍ユニットおよび前記液送ポンプの動作を制御する制御部とを備え、前記各液送ポンプは、前記熱媒液配管を介して互いに相違する複数の前記冷凍ユニットにそれぞれ接続されると共に当該各冷凍ユニットによって冷却された前記熱媒液を前記制御部の制御に従って前記水素ガス冷却用熱交換器に供給し、前記制御部は、前記熱媒液流路内の予め規定された位置における前記熱媒液の温度が予め規定された温度範囲内の温度となるように前記各冷凍ユニットの冷凍能力を調整する冷凍能力調整処理を実行すると共に、いずれかの前記液送ポンプに接続されている前記各冷凍ユニットの前記第2の蒸発器における入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との温度差が予め規定された第1の温度以下になるとの第1の条件が当該各冷凍ユニットのすべてにおいて実質的に満たされたときに当該いずれかの液送ポンプを動作させ、前記水素ガス冷却用熱交換器において水素ガスを冷却せずに少なくとも1台の前記液送ポンプを動作させている状態、および2台以上の当該液送ポンプを動作させて当該水素ガス冷却用熱交換器において前記水素ガスを冷却している状態のいずれかにおいて動作中の当該各液送ポンプのいずれかに接続されている前記各冷凍ユニットの前記第2の蒸発器における入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との温度差が前記第1の温度よりも高温の予め規定された第2の温度以上になるとの第2の条件が当該各冷凍ユニットのいずれかにおいて実質的に満たされたときに当該いずれかの冷凍ユニットに接続されている当該液送ポンプを1台だけ停止させ、かつ前記液送ポンプを1台だけ動作させて前記水素ガス冷却用熱交換器において前記水素ガスを冷却している状態において動作中の当該液送ポンプに接続されている前記各冷凍ユニットのいずれかにおいて前記第2の条件が実質的に満たされたときに当該動作中の液送ポンプを停止させることなく動作させた状態を維持する。   In order to achieve the above object, the hydrogen gas cooling device according to claim 1 cools the condenser of the low temperature side refrigeration circuit by the first evaporator in the high temperature side refrigeration circuit and the second evaporation in the low temperature side refrigeration circuit. A plurality of refrigeration units having a dual refrigeration circuit configured to cool the heat transfer fluid by a cooler, and the heat transfer fluid circulation for circulating the heat transfer fluid between each of the refrigeration units and the heat exchanger for cooling hydrogen gas A heat medium liquid pipe constituting the path, and the heat medium liquid connected to the heat medium liquid pipe and cooled by the respective refrigeration units is supplied to the heat exchanger for cooling the hydrogen gas and the heat exchange for cooling the hydrogen gas A plurality of liquid feed pumps for recovering the heat transfer fluid from the container, and a control unit for controlling the operation of each of the refrigeration units and the liquid feed pump, each of the liquid feed pumps via the heat transfer fluid pipe. Phase with each other Supplying the heat transfer fluid that is connected to each of the plurality of refrigeration units and cooled by each refrigeration unit to the hydrogen gas cooling heat exchanger according to the control of the control unit, and the control unit While performing a refrigeration capacity adjustment process for adjusting the refrigeration capacity of each refrigeration unit so that the temperature of the heat medium liquid at a predetermined position in the liquid medium flow path is a temperature within a predetermined temperature range. When the temperature difference between the inlet-side refrigerant temperature and the outlet-side refrigerant temperature in the second evaporator of each refrigeration unit connected to any one of the liquid feed pumps is equal to or lower than a first temperature specified in advance. When the first condition is substantially satisfied in all of the respective refrigeration units, one of the liquid feed pumps is operated, and the hydrogen gas is cooled in the hydrogen gas cooling heat exchanger. A state in which at least one liquid feed pump is operated without rejection, and a state in which two or more liquid feed pumps are operated to cool the hydrogen gas in the hydrogen gas cooling heat exchanger The temperature difference between the inlet side refrigerant temperature and the outlet side refrigerant temperature in the second evaporator of each refrigeration unit connected to any one of the liquid feed pumps operating in any one of When the second condition that the temperature is equal to or higher than a predetermined second temperature higher than the temperature is substantially satisfied in any one of the refrigeration units, the refrigeration unit is connected to the refrigeration unit. Only one liquid feed pump is stopped and only one liquid feed pump is operated to cool the hydrogen gas in the hydrogen gas cooling heat exchanger. When the second condition is substantially satisfied in any of the connected refrigeration units, the operating state is maintained without stopping the liquid feed pump in operation.

請求項2記載の水素ガス冷却装置は、請求項1記載の水素ガス冷却装置において、前記高温側冷凍回路は、前記熱媒液を冷却可能な第3の蒸発器と、前記第1の蒸発器および前記第3の蒸発器への冷媒の供給量を調整する冷媒供給量調整弁とを備え、前記熱媒液配管は、前記熱媒液が前記第3の蒸発器および前記第2の蒸発器をこの順で通過するように前記各冷凍ユニット毎に当該両蒸発器を相互に接続し、前記制御部は、前記予め規定された位置における前記熱媒液の温度が前記予め規定された温度範囲内の予め規定された温度以上になっているとの条件Aが実質的に満たされているときに前記第2の蒸発器による前記熱媒液の冷却を行うことなく前記第3の蒸発器によって当該熱媒液を冷却する処理Aと、前記予め規定された位置における前記熱媒液の温度が前記予め規定された温度を下回っているとの条件Bが実質的に満たされているときに前記冷媒供給量調整弁を制御して前記第1の蒸発器への冷媒の供給量を前記処理Aの実行時よりも増加させて当該第1の蒸発器によって前記凝縮器を冷却しつつ前記第2の蒸発器によって前記熱媒液を冷却する処理Bとを前記冷凍能力調整処理として実行すると共に、いずれかの前記冷凍ユニットにおいて前記処理Aを実行し、かつ当該いずれかの冷凍ユニットが接続されている前記液送ポンプに接続されている他のいずれかの前記冷凍ユニットにおいて前記処理Bを実行しているときには、当該他のいずれかの冷凍ユニットの前記第2の蒸発器における入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との温度差に基づいて当該いずれかの冷凍ユニットおよび当該他のいずれかの冷凍ユニットが接続されている当該液送ポンプを動作させるか停止させるかを決定する。   The hydrogen gas cooling device according to claim 2 is the hydrogen gas cooling device according to claim 1, wherein the high temperature side refrigeration circuit includes a third evaporator capable of cooling the heat transfer fluid, and the first evaporator. And a refrigerant supply amount adjusting valve for adjusting a supply amount of the refrigerant to the third evaporator, and the heat medium liquid pipe is configured so that the heat medium liquid is the third evaporator and the second evaporator. The evaporators are connected to each of the refrigeration units so as to pass in this order, and the controller is configured so that the temperature of the heat transfer liquid at the predetermined position is the predetermined temperature range. When the condition A that the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature is substantially satisfied, the third evaporator does not cool the heating medium liquid by the second evaporator. The process A for cooling the heat transfer liquid and the pre-defined position The refrigerant supplied to the first evaporator is controlled by controlling the refrigerant supply amount adjusting valve when the condition B that the temperature of the heat transfer liquid is lower than the predetermined temperature is substantially satisfied. Process B for cooling the heat transfer fluid by the second evaporator while cooling the condenser by the first evaporator while increasing the supply amount of the process A from the execution time of the process A Any of the other refrigeration units connected to the liquid feed pump to which the refrigeration unit is executed and the process A is executed in any of the refrigeration units. When the process B is being executed in any one of the other refrigeration units based on the temperature difference between the inlet side refrigerant temperature and the outlet side refrigerant temperature in the second evaporator of the other refrigeration unit. DOO and the other one of the refrigeration unit to determine whether to stop operating the liquid feed pump connected.

請求項3記載の水素ガス冷却装置は、請求項1または2記載の水素ガス冷却装置において、前記水素ガス冷却用熱交換器から回収した前記熱媒液を貯液可能に構成されると共に貯液した当該熱媒液を前記各冷凍ユニットに供給可能に配設された第1の貯液槽、および前記冷凍ユニットによって冷却された前記熱媒液を貯液可能に構成されると共に貯液した当該熱媒液を前記水素ガス冷却用熱交換器に供給可能に配設された第2の貯液槽との少なくとも一方の貯液槽と、前記少なくとも一方の貯液槽に配設されて前記熱媒液の温度を検出する温度センサとを備え、前記制御部は、前記温度センサからのセンサ信号に基づいて特定した前記熱媒液の温度を前記予め規定された位置における前記熱媒液の温度として特定する。   A hydrogen gas cooling device according to claim 3 is configured to be capable of storing the heat transfer fluid recovered from the hydrogen gas cooling heat exchanger and storing the liquid in the hydrogen gas cooling device according to claim 1 or 2. The first liquid storage tank disposed so as to be able to supply the heat medium liquid to each of the refrigeration units, and the heat medium liquid cooled by the refrigeration unit are configured to be capable of storing liquid and stored. At least one storage tank of a second storage tank disposed so as to be able to supply a heat transfer fluid to the heat exchanger for cooling the hydrogen gas, and the heat storage liquid disposed in the at least one storage tank. A temperature sensor that detects a temperature of the liquid medium, and the control unit determines a temperature of the heat medium liquid specified based on a sensor signal from the temperature sensor at a temperature that is defined in advance. As specified.

請求項1記載の水素ガス冷却装置では、複数の冷凍ユニットおよび複数の液送ポンプを備え、かつ、各液送ポンプが複数の冷凍ユニットから水素ガス冷却用熱交換器に熱媒液を供給可能に互いに相違する複数の冷凍ユニットにそれぞれ接続されると共に、制御部が、各冷凍ユニットの冷凍能力を調整する冷凍能力調整処理を実行しつつ、いずれかの液送ポンプに接続されている各冷凍ユニットの第2の蒸発器における入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との温度差が予め規定された第1の温度以下になるとの第1の条件が各冷凍ユニットのすべてにおいて実質的に満たされたときにいずれかの液送ポンプを動作させ、水素ガス冷却用熱交換器において水素ガスを冷却せずに少なくとも1台の液送ポンプを動作させている状態、および2台以上の液送ポンプを動作させて水素ガス冷却用熱交換器において水素ガスを冷却している状態のいずれかにおいて動作中の各液送ポンプのいずれかに接続されている各冷凍ユニットの第2の蒸発器における入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との温度差が第1の温度よりも高温の予め規定された第2の温度以上になるとの第2の条件が各冷凍ユニットのいずれかにおいて実質的に満たされたときにいずれかの冷凍ユニットに接続されている液送ポンプを1台だけ停止させ、かつ液送ポンプを1台だけ動作させて水素ガス冷却用熱交換器において水素ガスを冷却している状態において動作中の液送ポンプに接続されている各冷凍ユニットのいずれかにおいて第2の条件が実質的に満たされたときに動作中の液送ポンプを停止させることなく動作させた状態を維持する。   The hydrogen gas cooling device according to claim 1 includes a plurality of refrigeration units and a plurality of liquid feed pumps, and each liquid feed pump can supply a heat transfer fluid from the plurality of refrigeration units to the heat exchanger for cooling the hydrogen gas. Each refrigeration unit connected to one of the liquid feed pumps is connected to a plurality of refrigeration units different from each other, and the control unit executes a refrigeration capability adjustment process for adjusting the refrigeration capability of each refrigeration unit. The first condition that the temperature difference between the inlet-side refrigerant temperature and the outlet-side refrigerant temperature in the second evaporator of the unit is equal to or lower than the first predetermined temperature is substantially satisfied in all the refrigeration units. One of the liquid feed pumps is operated, at least one liquid feed pump is operated without cooling the hydrogen gas in the hydrogen gas cooling heat exchanger, and two or more The second evaporator of each refrigeration unit connected to one of the liquid feed pumps operating in any of the states where the feed pump is operated to cool the hydrogen gas in the hydrogen gas cooling heat exchanger In each of the refrigeration units, the second condition that the temperature difference between the inlet-side refrigerant temperature and the outlet-side refrigerant temperature is equal to or higher than a predetermined second temperature that is higher than the first temperature. When it is satisfied, only one liquid feed pump connected to one of the refrigeration units is stopped, and only one liquid feed pump is operated to cool the hydrogen gas in the heat exchanger for cooling hydrogen gas. When the second condition is substantially satisfied in any of the refrigeration units connected to the operating liquid feed pump in a state where the operating liquid feed pump is operating without stopping the operating liquid feed pump To maintain.

したがって、請求項1記載の水素ガス冷却装置によれば、複数の冷凍ユニットに対して1台の液送ポンプによって熱媒液を供給する構成の水素ガス冷却装置とは異なり、熱媒液を好適に冷却可能な状態になっていない冷凍ユニットに熱媒液が供給される事態や、低温側冷凍回路が過負荷状態となるおそれがある冷凍ユニットに高温の熱媒液が供給される事態を好適に回避することができると共に、低温側冷凍回路が過負荷状態となるおそれがなく、かつ熱媒液を好適に冷却可能な状態になっている冷凍ユニットにだけ熱媒液を供給して、これを好適に冷却することができる。また、冷凍ユニットの台数と同数の複数の液送ポンプを備えた構成の水素ガス冷却装置と比較して、水素ガス冷却装置を構成する液送ポンプの台数が少数で済むため、水素ガス冷却装置の製造コストの高騰を充分に抑制することができる。さらに、水素ガス冷却用熱交換器において水素ガスを冷却しているときには、少なくとも1台の液送ポンプによって、水素ガスの冷却に必要な充分な量の熱媒液を水素ガス冷却用熱交換器に対して継続的に供給することができるため、水素ガス冷却用熱交換器において水素ガスを確実に冷却することができる。また、水素ガス冷却用熱交換器に対して少量の熱媒液を供給するときには、少数の液送ポンプを動作させて少量の熱媒液を液送させることで、停止させている液送ポンプの分だけ、エネルギー消費量を軽減することができる。   Therefore, according to the hydrogen gas cooling device of the first aspect, unlike the hydrogen gas cooling device configured to supply the heat medium liquid to a plurality of refrigeration units by one liquid feed pump, the heat medium liquid is suitable. Suitable for situations in which heat transfer fluid is supplied to a refrigeration unit that is not in a state that can be cooled to a low temperature, or in situations where high temperature heat transfer fluid is supplied to a refrigeration unit that may overload the low temperature side refrigeration circuit The heating medium liquid is supplied only to the refrigeration unit in which the low temperature side refrigeration circuit is not likely to be overloaded and the heating medium liquid can be suitably cooled. Can be suitably cooled. In addition, since the number of liquid feed pumps constituting the hydrogen gas cooling device is small compared to a hydrogen gas cooling device having a plurality of liquid feed pumps having the same number as the number of refrigeration units, the hydrogen gas cooling device The increase in manufacturing cost can be sufficiently suppressed. Furthermore, when the hydrogen gas is being cooled in the hydrogen gas cooling heat exchanger, a sufficient amount of the heat transfer liquid necessary for cooling the hydrogen gas is supplied by at least one liquid feed pump. Therefore, hydrogen gas can be reliably cooled in the heat exchanger for cooling hydrogen gas. In addition, when supplying a small amount of heat transfer fluid to the heat exchanger for cooling the hydrogen gas, the liquid supply pump is stopped by operating a small number of liquid transfer pumps to supply a small amount of heat transfer fluid. The amount of energy consumption can be reduced by that amount.

また、請求項2記載の水素ガス冷却装置では、制御部が、予め規定された位置における熱媒液の温度が予め規定された温度範囲内の予め規定された温度以上になっているとの条件Aが実質的に満たされているときに第2の蒸発器による熱媒液の冷却を行うことなく第3の蒸発器によって熱媒液を冷却する処理Aと、予め規定された位置における熱媒液の温度が予め規定された温度を下回っているとの条件Bが実質的に満たされているときに冷媒供給量調整弁を制御して第1の蒸発器への冷媒の供給量を処理Aの実行時よりも増加させて第1の蒸発器によって凝縮器を冷却しつつ第2の蒸発器によって熱媒液を冷却する処理Bとを冷凍能力調整処理として実行すると共に、いずれかの冷凍ユニットにおいて処理Aを実行し、かついずれかの冷凍ユニットが接続されている液送ポンプに接続されている他のいずれかの冷凍ユニットにおいて処理Bを実行しているときには、他のいずれかの冷凍ユニットの第2の蒸発器における入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との温度差に基づいていずれかの冷凍ユニットおよび他のいずれかの冷凍ユニットが接続されている液送ポンプを動作させるか停止させるかを決定する。   Moreover, in the hydrogen gas cooling device according to claim 2, the condition that the controller is equal to or higher than a predetermined temperature within a predetermined temperature range at a predetermined position. A process A for cooling the heat transfer liquid by the third evaporator without cooling the heat transfer liquid by the second evaporator when A is substantially satisfied, and a heat transfer medium at a predetermined position; When the condition B that the temperature of the liquid is lower than a predetermined temperature is substantially satisfied, the refrigerant supply amount adjusting valve is controlled to process the refrigerant supply amount to the first evaporator A And the process B of cooling the heat transfer fluid by the second evaporator while cooling the condenser by the first evaporator and performing the cooling capacity adjustment process, and either refrigeration unit And execute processing A in any one of When the process B is being executed in any of the other refrigeration units connected to the liquid feed pump to which the knit is connected, the inlet side refrigerant temperature in the second evaporator of any of the other refrigeration units Based on the temperature difference from the outlet side refrigerant temperature, it is determined whether to operate or stop the liquid feed pump to which any of the refrigeration units and any of the other refrigeration units are connected.

したがって、請求項2記載の水素ガス冷却装置によれば、熱媒液の温度が高温のときに低温側冷凍回路による熱媒液の冷却を実行しない処理Aを実行することにより、低温側冷凍回路の圧縮機が破損する事態や、圧縮機の破損を回避するために低温側冷凍回路を緊急停止させる事態を確実に回避することができるだけでなく、高温の熱媒液の冷却効率が高い高温側冷凍回路によって熱媒液を冷却することで高温の熱媒液を短時間で温度低下させ、低温側冷凍回路によって好適に冷却可能な温度まで熱媒液の温度が低下したときに処理Bを実行して低温側冷凍回路によって熱媒液を冷却することで熱媒液を目標温度まで冷却することができるため、高温の熱媒液を目標温度まで短時間で確実に冷却することができると共に、いずれかの液送ポンプに接続された各冷凍ユニットのうちの処理Bを実行している冷凍ユニットの第2の蒸発器における冷媒過熱度が第1の温度以上のときに、その冷凍ユニットに接続されている液送ポンプが停止させられて冷凍ユニットに対する熱媒液の供給が停止するため、処理Bを実行している低温側冷凍回路が高負荷状態となるのを確実に回避することができる。   Therefore, according to the hydrogen gas cooling device of claim 2, when the temperature of the heat transfer liquid is high, the low temperature side refrigerating circuit is executed by executing the process A that does not execute the cooling of the heat transfer liquid by the low temperature side refrigerating circuit. This can not only reliably avoid the situation where the compressor is damaged or the emergency stop of the low temperature side refrigeration circuit to avoid the compressor being damaged, but also the high temperature side where the cooling efficiency of the high-temperature heat transfer fluid is high Cooling the heat transfer fluid with the refrigeration circuit reduces the temperature of the hot heat transfer fluid in a short time, and executes process B when the temperature of the heat transfer fluid drops to a temperature that can be suitably cooled by the low temperature side refrigeration circuit Since the heat transfer fluid can be cooled to the target temperature by cooling the heat transfer fluid with the low temperature side refrigeration circuit, the high temperature heat transfer fluid can be reliably cooled to the target temperature in a short time, Any liquid feed pump The liquid feed pump connected to the refrigeration unit when the superheat degree of the refrigerant in the second evaporator of the refrigeration unit executing the process B among the refrigeration units connected to is equal to or higher than the first temperature Is stopped and the supply of the heat transfer fluid to the refrigeration unit is stopped, so that it is possible to reliably avoid the low temperature side refrigeration circuit executing the processing B from being in a high load state.

さらに、請求項3記載の水素ガス冷却装置によれば、水素ガス冷却用熱交換器から回収した熱媒液を貯液可能に構成されると共に貯液した熱媒液を各冷凍ユニットに供給可能に配設された第1の貯液槽、および冷凍ユニットによって冷却された熱媒液を貯液可能に構成されると共に貯液した熱媒液を水素ガス冷却用熱交換器に供給可能に配設された第2の貯液槽との少なくとも一方の貯液槽に配設された温度センサからのセンサ信号に基づいて特定した熱媒液の温度を予め規定された位置における熱媒液の温度として特定することにより、例えば、予め規定された位置とは異なる位置の熱媒液の温度を監視して予め規定された位置における熱媒液の温度を演算し、演算した温度に基づいて条件Aや条件Bが満たされているかを判別して処理Aおよび処理Bのいずれかを実行する構成の水素ガス冷却装置とは異なり、温度センサからのセンサ信号によって特定した熱媒液の温度に基づいて条件Aや条件Bを満たしているか否かを直接的に判別することができるため、煩雑な演算処理を実行することなく、処理Aおよび処理Bのいずれかを的確に実行して熱媒液を効率良く冷却することができる。   Furthermore, according to the hydrogen gas cooling device of claim 3, the heat medium liquid recovered from the heat exchanger for cooling the hydrogen gas is configured to be stored, and the stored heat medium liquid can be supplied to each refrigeration unit. The first liquid storage tank disposed in the tank and the heat transfer medium cooled by the refrigeration unit can be stored, and the stored heat transfer liquid can be supplied to the heat exchanger for cooling the hydrogen gas. The temperature of the heat transfer fluid at the position where the temperature of the heat transfer solution specified based on the sensor signal from the temperature sensor disposed in at least one of the provided second storage reservoirs is set in advance. For example, the temperature of the heat transfer fluid at a position different from the predefined position is monitored, the temperature of the heat transfer fluid at the predefined position is calculated, and the condition A is calculated based on the calculated temperature. And whether the condition B is satisfied and the process A Unlike the hydrogen gas cooling apparatus configured to execute either of the process B and the process B, it is directly determined whether the condition A or the condition B is satisfied based on the temperature of the heat transfer liquid specified by the sensor signal from the temperature sensor. Therefore, it is possible to cool the heat transfer liquid efficiently by accurately executing either the process A or the process B without executing a complicated calculation process.

本発明の実施の形態に係る水素ガス冷却装置1の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the hydrogen gas cooling device 1 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る水素ガス冷却装置1における冷凍ユニット2a〜2dの構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the freezing unit 2a-2d in the hydrogen gas cooling device 1 which concerns on embodiment of this invention.

以下、添付図面を参照して、水素ガス冷却装置の実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of a hydrogen gas cooling device will be described with reference to the accompanying drawings.

最初に、水素ガス冷却装置1の構成について、添付図面を参照して説明する。   First, the configuration of the hydrogen gas cooling device 1 will be described with reference to the accompanying drawings.

図1に示す水素ガス冷却装置(水素ガス冷却用チラー)1は、「水素ガス冷却装置」の一例であって、冷凍ユニット2a〜2d、水素ガス冷却用熱交換器3、ブラインタンク4、ブライン配管5、液送ポンプ6a,6bおよび制御部7を備え、ガスステーション側設備Xと共にガスステーションに設置されると共に、ガスステーション側設備Xによって図示しない水素燃料電池車などの給気対象に給気する水素ガスを水素ガス冷却用熱交換器3において冷却することができるように構成されている。   A hydrogen gas cooling device (hydrogen gas cooling chiller) 1 shown in FIG. 1 is an example of a “hydrogen gas cooling device”, and includes refrigeration units 2a to 2d, a hydrogen gas cooling heat exchanger 3, a brine tank 4, and a brine. The pipe 5, the liquid feed pumps 6 a and 6 b, and the control unit 7 are installed in the gas station together with the gas station side equipment X, and air is supplied to an air supply target such as a hydrogen fuel cell vehicle (not shown) by the gas station side equipment X. The hydrogen gas to be cooled can be cooled in the hydrogen gas cooling heat exchanger 3.

なお、同図では、水素ガス冷却装置1とガスステーション側設備Xとの関係に関する理解を容易とするために、ガスステーション側設備Xについては、水素ガスを貯留しておくためのガスタンク(貯留タンク)Xa、図示しない水素燃料電池車などの自動車などに設けられている給気口に接続可能なディスペンサーXb、およびガスタンクXaとディスペンサーXbとを相互に接続するガス配管Xcだけを図示すると共に、ガス配管Xcに配設された流量調整弁、流量計および遮断弁などの図示を省略している。   In the figure, in order to facilitate the understanding of the relationship between the hydrogen gas cooling device 1 and the gas station side equipment X, the gas station side equipment X has a gas tank (storage tank) for storing hydrogen gas. ) Only Xa, a dispenser Xb that can be connected to an air supply port provided in an automobile such as a hydrogen fuel cell vehicle (not shown), and a gas pipe Xc that connects the gas tank Xa and the dispenser Xb to each other, are shown in the figure. Illustration of a flow rate adjusting valve, a flow meter, a shutoff valve, and the like disposed in the pipe Xc is omitted.

一方、冷凍ユニット2a〜2d(以下、区別しないときには「冷凍ユニット2」ともいう)は、「複数の冷凍ユニット」の一例であって、図2に示すように、高温側冷凍回路10および低温側冷凍回路20からなる「二元冷凍回路」を備えてブライン(熱媒液)をそれぞれ冷却可能に構成されている。また、高温側冷凍回路10は、圧縮機11、凝縮器12、電磁弁13a、電子膨張弁13b、蒸発器14、電磁弁15a、電子膨張弁15bおよび蒸発器16を備えて構成されている。この場合、凝縮器12には、制御部7の制御に従って凝縮器12を冷却する凝縮器ファン(図示せず)が取り付けられている。さらに、低温側冷凍回路20は、圧縮機21、凝縮器22、電子膨張弁23および蒸発器24を備えて構成されている。この場合、蒸発器24の冷媒導入口の近傍には、「入口側冷媒温度」を検出してセンサ信号S24aを出力する温度センサ24aが取り付けられると共に、蒸発器24の冷媒排出口の近傍には、「出口側冷媒温度」を検出してセンサ信号S24bを出力する温度センサ24bが取り付けられている。   On the other hand, the refrigeration units 2a to 2d (hereinafter also referred to as “refrigeration units 2” when not distinguished from each other) are an example of “a plurality of refrigeration units”, and as shown in FIG. A “binary refrigeration circuit” composed of the refrigeration circuit 20 is provided so that the brine (heat medium liquid) can be cooled. The high temperature side refrigeration circuit 10 includes a compressor 11, a condenser 12, an electromagnetic valve 13a, an electronic expansion valve 13b, an evaporator 14, an electromagnetic valve 15a, an electronic expansion valve 15b, and an evaporator 16. In this case, a condenser fan (not shown) that cools the condenser 12 according to the control of the control unit 7 is attached to the condenser 12. Furthermore, the low temperature side refrigeration circuit 20 includes a compressor 21, a condenser 22, an electronic expansion valve 23, and an evaporator 24. In this case, a temperature sensor 24 a that detects the “inlet-side refrigerant temperature” and outputs a sensor signal S 24 a is attached in the vicinity of the refrigerant inlet of the evaporator 24, and in the vicinity of the refrigerant outlet of the evaporator 24. A temperature sensor 24b for detecting the “exit-side refrigerant temperature” and outputting a sensor signal S24b is attached.

なお、本例の冷凍ユニット2では、高温側冷凍回路10の蒸発器14が「第1の蒸発器」に相当し、「低温側冷凍回路の凝縮器」に相当する凝縮器22を冷却する。この場合、本例の冷凍ユニット2では、一例として、カスケードコンデンサ30によって上記の蒸発器14および凝縮器22が一体的に構成され、これにより、後述するように蒸発器14によって凝縮器22を冷却する構成が採用されている。また、本例の冷凍ユニット2では、低温側冷凍回路20の蒸発器24が「第2の蒸発器」に相当し、後述するようにブライン配管5を介して供給されるブラインを冷却する。さらに、本例の冷凍ユニット2では、高温側冷凍回路10の蒸発器16が「第3の蒸発器」に相当し、後述するようにブライン配管5を介して供給されるブラインを冷却する。   In the refrigeration unit 2 of this example, the evaporator 14 of the high temperature side refrigeration circuit 10 corresponds to the “first evaporator”, and the condenser 22 corresponding to the “condenser of the low temperature side refrigeration circuit” is cooled. In this case, in the refrigeration unit 2 of the present example, as an example, the evaporator 14 and the condenser 22 are integrally configured by the cascade condenser 30, thereby cooling the condenser 22 by the evaporator 14 as described later. The structure to be adopted is adopted. Further, in the refrigeration unit 2 of this example, the evaporator 24 of the low temperature side refrigeration circuit 20 corresponds to a “second evaporator”, and cools the brine supplied via the brine pipe 5 as will be described later. Further, in the refrigeration unit 2 of the present example, the evaporator 16 of the high temperature side refrigeration circuit 10 corresponds to a “third evaporator”, and cools the brine supplied through the brine pipe 5 as will be described later.

また、本例の冷凍ユニット2では、電磁弁13a,15aおよび電子膨張弁13b,15bによって「冷媒供給量調整弁」が構成されている。具体的には、本例の冷凍ユニット2では、電磁弁13aの開閉状態、および電子膨張弁13bの開度を変更することで蒸発器14への冷媒の供給量が調整され、電磁弁15aの開閉状態、および電子膨張弁15bの開度を変更することで蒸発器16への冷媒の供給量が調整される構成が採用されている。この場合、本例の冷凍ユニット2における電子膨張弁13b,15bを全閉状態に移行させたときに冷媒の通過を完全に遮断することができる場合には、電磁弁13a,15aを不要とすることもできる。また、電子膨張弁13b,15bに代えて、「冷凍回路」における「膨張弁」としてキャピラリーチューブを配設することもできるが、その場合には、キャピラリーチューブよりも上流側に電磁弁13a,15aと同様の「開閉弁」を設けて蒸発器14,16への冷媒の供給量を調整可能に構成するのが好ましい(図示せず)。なお、水素ガス冷却装置1(各冷凍ユニット2)の構成についての理解を容易とするために、高温側冷凍回路10や低温側冷凍回路20における上記の各構成要素以外の構成要素に関する図示および説明を省略する。   Further, in the refrigeration unit 2 of this example, the “refrigerant supply amount adjustment valve” is configured by the electromagnetic valves 13 a and 15 a and the electronic expansion valves 13 b and 15 b. Specifically, in the refrigeration unit 2 of this example, the supply amount of the refrigerant to the evaporator 14 is adjusted by changing the open / close state of the electromagnetic valve 13a and the opening of the electronic expansion valve 13b, and the electromagnetic valve 15a A configuration is adopted in which the supply amount of the refrigerant to the evaporator 16 is adjusted by changing the open / close state and the opening of the electronic expansion valve 15b. In this case, when the electronic expansion valves 13b and 15b in the refrigeration unit 2 of this example are completely closed when the refrigerant can be completely blocked, the electromagnetic valves 13a and 15a are not required. You can also. Further, instead of the electronic expansion valves 13b and 15b, a capillary tube can be provided as an “expansion valve” in the “refrigeration circuit”. In this case, the electromagnetic valves 13a and 15a are arranged upstream of the capillary tube. It is preferable to provide an “open / close valve” similar to the above, so that the amount of refrigerant supplied to the evaporators 14 and 16 can be adjusted (not shown). In order to facilitate understanding of the configuration of the hydrogen gas cooling device 1 (each refrigeration unit 2), illustrations and explanations regarding components other than the above-described components in the high temperature side refrigeration circuit 10 and the low temperature side refrigeration circuit 20 are provided. Is omitted.

水素ガス冷却用熱交換器3は、「水素ガス冷却用熱交換器」の一例であって、図1に示すように、ガスステーション側設備XにおけるガスタンクXaおよびディスペンサーXbの間(ガス配管Xc)に配設されている。この水素ガス冷却用熱交換器3は、冷凍ユニット2によって冷却されてブライン配管5を介して供給されるブラインと、ガス配管Xcを介してガスタンクXaから供給される水素ガスとの間で熱交換させることにより、ディスペンサーXbから自動車などに充填される直前の水素ガスを予め規定された温度(一例として、−33℃〜−40℃の温度範囲内の温度)まで冷却する。この場合、本例の水素ガス冷却装置1では、水素ガス冷却用熱交換器3内のブラインの温度を検出してセンサ信号S3aを出力する温度センサ3aが水素ガス冷却用熱交換器3内に配設されている。   The hydrogen gas cooling heat exchanger 3 is an example of a “hydrogen gas cooling heat exchanger”, and, as shown in FIG. 1, between the gas tank Xa and the dispenser Xb in the gas station side equipment X (gas piping Xc). It is arranged. This hydrogen gas cooling heat exchanger 3 performs heat exchange between the brine cooled by the refrigeration unit 2 and supplied via the brine pipe 5 and the hydrogen gas supplied from the gas tank Xa via the gas pipe Xc. As a result, the hydrogen gas immediately before filling the automobile or the like from the dispenser Xb is cooled to a predetermined temperature (as an example, a temperature within a temperature range of −33 ° C. to −40 ° C.). In this case, in the hydrogen gas cooling device 1 of this example, the temperature sensor 3a that detects the temperature of the brine in the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 and outputs the sensor signal S3a is provided in the hydrogen gas cooling heat exchanger 3. It is arranged.

なお、本例では、1つのディスペンサーXbを備えたガスステーション側設備Xにおいて水素ガスを冷却する構成について説明するが、ガスタンクXaから複数のディスペンサーXbに対して水素ガスを供給する際には、一例として、各ディスペンサーXb毎に水素ガス冷却用熱交換器3を配設することもできる(図示せず)。また、本例の水素ガス冷却装置1では、「水素ガス冷却用熱交換器」の一例である水素ガス冷却用熱交換器3を一体的に備えて構成されているが、水素ガス冷却装置1の構成から水素ガス冷却用熱交換器3を除外して、外部機器としての「水素ガス冷却用熱交換器」にブラインを供給する構成を採用することもできる。このような構成においては、外部機器としての「水素ガス冷却用熱交換器」内に温度センサ3aを配設すればよい。   In this example, a configuration in which hydrogen gas is cooled in the gas station side equipment X including one dispenser Xb will be described. However, when supplying hydrogen gas from the gas tank Xa to a plurality of dispensers Xb, an example is given. As an alternative, a hydrogen gas cooling heat exchanger 3 may be provided for each dispenser Xb (not shown). Further, the hydrogen gas cooling device 1 of the present example is configured integrally with a hydrogen gas cooling heat exchanger 3 which is an example of a “hydrogen gas cooling heat exchanger”. It is also possible to adopt a configuration in which the brine is supplied to the “hydrogen gas cooling heat exchanger” as an external device by excluding the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 from the configuration described above. In such a configuration, the temperature sensor 3a may be disposed in a “hydrogen gas cooling heat exchanger” as an external device.

ブラインタンク4は、「少なくとも一方の貯液層」としての「第1の貯液槽」の一例であって、水素ガス冷却用熱交換器3から回収したブラインを貯液可能に構成されると共に、貯液したブラインを各冷凍ユニット2に供給可能にブライン配管5に接続されている。具体的には、本例の水素ガス冷却装置1では、水素ガス冷却用熱交換器3におけるブラインの流出口と、各冷凍ユニット2におけるブラインの導入口との間に水素ガス冷却用熱交換器3が配設されている。この場合、本例の水素ガス冷却装置1では、ブラインタンク4内を「熱媒液循環路内の予め規定された位置」として、このブラインタンク4内のブラインの温度を検出してセンサ信号S4aを出力する温度センサ4a(「温度センサ」の一例)がブラインタンク4内に配設されている。   The brine tank 4 is an example of a “first storage tank” as “at least one storage layer”, and is configured to be able to store the brine recovered from the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas. The stored brine is connected to the brine pipe 5 so that it can be supplied to each refrigeration unit 2. Specifically, in the hydrogen gas cooling device 1 of this example, a hydrogen gas cooling heat exchanger is provided between the brine outlet in the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 and the brine inlet in each refrigeration unit 2. 3 is disposed. In this case, in the hydrogen gas cooling device 1 of this example, the temperature of the brine in the brine tank 4 is detected by setting the inside of the brine tank 4 as “predetermined position in the heat transfer medium circulation path”, and the sensor signal S4a. A temperature sensor 4 a (an example of a “temperature sensor”) that outputs “” is disposed in the brine tank 4.

ブライン配管5は、「熱媒液循環路を構成する熱媒液配管」の一例であって、ブラインタンク4と各冷凍ユニット2(蒸発器16)とを相互に接続する配管5a、各冷凍ユニット2内において蒸発器16,24を相互に接続する配管5b(「熱媒液が第3の蒸発器および第2の蒸発器をこの順で通過するように各冷凍ユニット毎に両蒸発器を相互に接続している」との構成の一例:図2参照)、各冷凍ユニット2(蒸発器24)と三方弁Va,Vbとを相互に接続する配管5c、三方弁Va,Vbと水素ガス冷却用熱交換器3とを相互に接続する配管5d、および水素ガス冷却用熱交換器3とブラインタンク4とを相互に接続する配管5eを備え、ブラインタンク4、各冷凍ユニット2および水素ガス冷却用熱交換器3の間でブラインを循環させることができるように構成されている。   The brine pipe 5 is an example of a “heat medium liquid pipe constituting a heat medium liquid circulation path”, and includes a pipe 5 a that interconnects the brine tank 4 and each refrigeration unit 2 (evaporator 16), and each refrigeration unit. 2, a pipe 5b connecting the evaporators 16 and 24 to each other (“the two evaporators are mutually connected for each refrigeration unit so that the heat medium liquid passes through the third evaporator and the second evaporator in this order. An example of the configuration of “is connected to”: refer to FIG. 2), piping 5 c that interconnects each refrigeration unit 2 (evaporator 24) and the three-way valves Va and Vb, three-way valves Va and Vb, and hydrogen gas cooling 5d for connecting the heat exchanger 3 for use with each other, and 5e for connecting the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas and the brine tank 4 with each other. The brine tank 4, each refrigeration unit 2 and hydrogen gas cooling are provided. Circulating brine between heat exchangers 3 And it is configured to be able to.

また、本例の水素ガス冷却装置1では、三方弁Va,Vbと配管5eとを相互に接続する一対の配管5f,5fを備えると共に、上記した配管5dに二方弁Vcが配設されている。この場合、本例の水素ガス冷却装置1では、三方弁Va,Vbが流量可変型の弁で構成されると共に、二方弁Vcが開口率可変型の弁で構成されている。これにより、本例の水素ガス冷却装置1では、後述するように、制御部7が三方弁Va,Vbや二方弁Vcを制御することによって、各冷凍ユニット2から水素ガス冷却用熱交換器3へのブラインの供給量を調整する構成が採用されている。   Further, the hydrogen gas cooling device 1 of the present example includes a pair of pipes 5f and 5f that connect the three-way valves Va and Vb and the pipe 5e to each other, and the two-way valve Vc is disposed in the pipe 5d. Yes. In this case, in the hydrogen gas cooling device 1 of this example, the three-way valves Va and Vb are constituted by variable flow rate type valves, and the two-way valve Vc is constituted by a variable aperture ratio type valve. Thereby, in the hydrogen gas cooling device 1 of this example, as will be described later, the control unit 7 controls the three-way valves Va and Vb and the two-way valve Vc, whereby the heat exchanger for cooling the hydrogen gas from each refrigeration unit 2. 3 is used to adjust the amount of brine supplied to 3.

なお、本例の水素ガス冷却装置1では、冷凍ユニット2a,2bの2つが配管5cを介して三方弁Vaに接続されると共に、冷凍ユニット2c,2dの2つが他の配管5cを介して三方弁Vbに接続されている。また、二方弁Vcについては、配管5dに代えて、配管5eにおける配管5fの接続部位よりも水素ガス冷却用熱交換器3側に配設してもよい。この場合、本例の水素ガス冷却装置1では、二方弁Vcが制御部7の制御に従って各冷凍ユニット2によって冷却されたブラインの水素ガス冷却用熱交換器3への供給量を調整すると共に、三方弁Va,Vbが制御部7の制御に従ってブラインタンク4へのブラインの戻り量(水素ガス冷却用熱交換器3を通過することなく各冷凍ユニット2からブラインタンク4に直接的に流入させるブラインの量)を調整する構成が採用されている。   In the hydrogen gas cooling device 1 of this example, two of the refrigeration units 2a and 2b are connected to the three-way valve Va via the pipe 5c, and two of the refrigeration units 2c and 2d are three-way via the other pipe 5c. Connected to the valve Vb. Further, the two-way valve Vc may be disposed on the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 side of the connection portion of the pipe 5f in the pipe 5e instead of the pipe 5d. In this case, in the hydrogen gas cooling device 1 of this example, the two-way valve Vc adjusts the supply amount of the brine cooled by each refrigeration unit 2 to the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 according to the control of the control unit 7. The three-way valves Va and Vb return the brine return amount to the brine tank 4 according to the control of the control unit 7 (directly flow from each refrigeration unit 2 to the brine tank 4 without passing through the hydrogen gas cooling heat exchanger 3. A configuration for adjusting the amount of brine) is employed.

液送ポンプ6a,6b(以下、区別しないときには「液送ポンプ6」ともいう)は、「複数の液送ポンプ」の一例であって、ブライン配管5における上記の配管5aにそれぞれ配設され、液送ポンプ6aがブラインタンク4から冷凍ユニット2a,2bにブラインを液送(圧送)し、液送ポンプ6bがブラインタンク4から冷凍ユニット2c,2dにブラインを液送(圧送)する(「熱媒液配管を介して互いに相違する複数の冷凍ユニットにそれぞれ接続される」との構成の一例であって、4台の冷凍ユニット2に対して2台の液送ポンプ6によってブラインを液送する構成の例)。この場合、本例の水素ガス冷却装置1では、上記したようにブライン配管5の各配管5a〜5fによって形成される「ブライン流路(熱媒液循環路)」が閉鎖流路のため、両液送ポンプ6によってブラインタンク4から各冷凍ユニット2にブラインを液送する圧力によって各冷凍ユニット2から水素ガス冷却用熱交換器3(または、ブラインタンク4)にブラインが圧送される(供給される)と共に水素ガス冷却用熱交換器3からブラインタンク4にブラインが圧送される(回収される)。   The liquid feed pumps 6a and 6b (hereinafter also referred to as “liquid feed pump 6” when not distinguished) are examples of “a plurality of liquid feed pumps”, and are respectively disposed in the above-described pipes 5a in the brine pipe 5. The liquid feed pump 6a liquid feeds (pressure feed) the brine from the brine tank 4 to the refrigeration units 2a, 2b, and the liquid feed pump 6b liquid feeds (pressure feed) the brine from the brine tank 4 to the refrigeration units 2c, 2d. Are connected to a plurality of different refrigeration units via a liquid medium pipe ”, and the brine is fed to the four refrigeration units 2 by the two liquid feed pumps 6. Configuration example). In this case, in the hydrogen gas cooling device 1 of this example, as described above, the “brine flow path (heat medium liquid circulation path)” formed by the pipes 5a to 5f of the brine pipe 5 is a closed flow path. The brine is pumped (supplied) from each refrigeration unit 2 to the heat exchanger 3 for cooling hydrogen gas (or the brine tank 4) by the pressure at which the brine is fed from the brine tank 4 to each refrigeration unit 2 by the liquid feed pump 6. The brine is pumped (recovered) from the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 to the brine tank 4.

制御部7は、「制御部」の一例であって、水素ガス冷却装置1を総括的に制御する。具体的には、制御部7は、両液送ポンプ6を制御してブラインタンク4から各冷凍ユニット2にブラインを液送させる。この場合、制御部7は、後述するようにして、各冷凍ユニット2における温度センサ24a,24bからのセンサ信号S24a,S24bに基づいて「蒸発器24の入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との温度差(蒸発器24における冷媒過熱度:以下、この温度差を「冷媒過熱度」ともいう)」を特定する処理を継続的に実行する。また、制御部7は、特定した冷媒過熱度に基づいて各冷凍ユニット2の動作状態を特定すると共に、特定した動作状態、ガスステーション側設備Xからの給気開始信号の有無、および動作状態の液送ポンプ6の台数に応じて、各液送ポンプ6を「継続運転状態(ブラインを継続的に液送する状態)」および「断続運転状態(ブラインを断続的に液送する状態)」のいずれかに移行させる。   The control unit 7 is an example of a “control unit”, and comprehensively controls the hydrogen gas cooling device 1. Specifically, the control unit 7 controls the both liquid feeding pumps 6 to feed the brine from the brine tank 4 to each refrigeration unit 2. In this case, as will be described later, the control unit 7 determines that “the inlet side refrigerant temperature and the outlet side refrigerant temperature of the evaporator 24 are The process of specifying the temperature difference (the refrigerant superheat degree in the evaporator 24: hereinafter, this temperature difference is also referred to as “refrigerant superheat degree”) is continuously executed. Further, the control unit 7 specifies the operation state of each refrigeration unit 2 based on the specified refrigerant superheat degree, and specifies the specified operation state, the presence or absence of an air supply start signal from the gas station side equipment X, and the operation state. Depending on the number of the liquid feed pumps 6, each liquid feed pump 6 is in a “continuous operation state (state in which brine is continuously fed)” and “intermittent operation state (state in which brine is intermittently fed)”. Move to one.

また、制御部7は、温度センサ4aからのセンサ信号S4aに基づいて特定したブラインタンク4内のブラインの温度が、一例として、−52℃〜−55℃の範囲内の温度(「予め規定された温度範囲内の温度」の一例)となるように、各冷凍ユニット2における圧縮機11,21、電磁弁13a,15aおよび電子膨張弁13b,15bを制御して高温側冷凍回路10の冷凍能力や低温側冷凍回路20の冷凍能力を調整する冷凍能力調整処理を継続的に実行する。さらに、制御部7は、温度センサ3aからのセンサ信号S3aに基づいて特定した水素ガス冷却用熱交換器3内のブラインの温度に応じて三方弁Va,Vbおよび二方弁Vcを制御して、各冷凍ユニット2によって冷却されたブラインを水素ガス冷却用熱交換器3やブラインタンク4に流入させる。   In addition, the control unit 7 determines that the temperature of the brine in the brine tank 4 specified based on the sensor signal S4a from the temperature sensor 4a is, for example, a temperature within a range of −52 ° C. to −55 ° C. Refrigeration capacity of the high-temperature side refrigeration circuit 10 by controlling the compressors 11, 21, electromagnetic valves 13 a, 15 a and electronic expansion valves 13 b, 15 b in each refrigeration unit 2. The refrigeration capacity adjustment process for adjusting the refrigeration capacity of the low temperature side refrigeration circuit 20 is continuously executed. Further, the control unit 7 controls the three-way valves Va and Vb and the two-way valve Vc according to the temperature of the brine in the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 specified based on the sensor signal S3a from the temperature sensor 3a. The brine cooled by each refrigeration unit 2 is caused to flow into the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 and the brine tank 4.

この水素ガス冷却装置1では、例えば、ガスステーション側設備Xおよび水素ガス冷却装置1が設置されているガスステーションの開店に先立って水素ガス冷却装置1が起動されたときに、制御部7が、各冷凍ユニット2を制御してブラインの冷却処理を開始させると共に、両液送ポンプ6を制御してブラインタンク4から各冷凍ユニット2へのブラインの液送を開始させる。この際に、制御部7は、水素ガス冷却装置1の起動時には、4台の冷凍ユニット2、および2台の液送ポンプ6のすべてを動作させる。これに応じて、各冷凍ユニット2において高温側冷凍回路10の圧縮機11および低温側冷凍回路20の圧縮機21による冷媒の圧縮処理が開始されると共に、ブラインタンク4から配管5aを介して各冷凍ユニット2にブラインが供給される。また、制御部7は、水素ガス冷却用熱交換器3内のブラインの温度を特定して三方弁Va,Vbおよび二方弁Vcを制御する処理と、ブラインタンク4内のブラインの温度を特定して各冷凍ユニット2の動作状態を制御する処理とを開始する。   In this hydrogen gas cooling device 1, for example, when the hydrogen gas cooling device 1 is activated prior to opening a gas station where the gas station side equipment X and the hydrogen gas cooling device 1 are installed, the control unit 7 Each refrigeration unit 2 is controlled to start the brine cooling process, and both liquid feed pumps 6 are controlled to start the brine feed from the brine tank 4 to each refrigeration unit 2. At this time, the controller 7 operates all of the four refrigeration units 2 and the two liquid feed pumps 6 when the hydrogen gas cooling device 1 is started. In response to this, in each refrigeration unit 2, the refrigerant compression process is started by the compressor 11 of the high temperature side refrigeration circuit 10 and the compressor 21 of the low temperature side refrigeration circuit 20, and from the brine tank 4 via the pipe 5 a. Brine is supplied to the refrigeration unit 2. Further, the control unit 7 specifies the temperature of the brine in the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 to control the three-way valves Va and Vb and the two-way valve Vc, and specifies the temperature of the brine in the brine tank 4 Then, the process of controlling the operating state of each refrigeration unit 2 is started.

具体的には、制御部7は、水素ガス冷却装置1が起動された直後から、温度センサ3aからのセンサ信号S3aに基づいて水素ガス冷却用熱交換器3内のブラインの温度を特定する処理を継続的に実行する。また、制御部7は、後述するように各冷凍ユニット2による冷却処理が進行し、一例として、センサ信号S3aに基づいて特定されるブラインの温度が−38℃を下回る状態となるまで、三方弁Va,Vbを制御して各冷凍ユニット2から配管5cに流出したブラインのすべてを配管5dに案内させると共に、二方弁Vcを100%の開口率に制御する。これにより、液送ポンプ6によって液送されて冷凍ユニット2によって冷却されたブラインのすべてが水素ガス冷却用熱交換器3に供給される状態となる。   Specifically, the control unit 7 specifies the temperature of the brine in the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 based on the sensor signal S3a from the temperature sensor 3a immediately after the hydrogen gas cooling device 1 is started. Is executed continuously. In addition, the control unit 7 performs a three-way valve until the cooling process by each refrigeration unit 2 proceeds as described later, and as an example, the temperature of the brine specified based on the sensor signal S3a falls below −38 ° C. Va and Vb are controlled to guide all of the brine flowing out from each refrigeration unit 2 to the pipe 5c to the pipe 5d, and the two-way valve Vc is controlled to 100%. As a result, all of the brine fed by the liquid feed pump 6 and cooled by the refrigeration unit 2 is supplied to the hydrogen gas cooling heat exchanger 3.

また、制御部7は、後述するように各冷凍ユニット2によるブラインの冷却によって水素ガス冷却用熱交換器3に供給されるブラインの温度が低下し、これにより、センサ信号S3aに基づいて特定される温度が−38℃を下回る温度に低下したときに、三方弁Va,Vbを制御して各冷凍ユニット2から配管5cに流出したブラインのうちの例えば5%を配管5dに案内させ、残りの95%を配管5fに案内させると共に、二方弁Vcの開口率を低下させることで水素ガス冷却用熱交換器3へのブラインの供給を減少させる。これにより、後述するように各冷凍ユニット2によって冷却されたブラインの大半が配管5f,5eを介してブラインタンク4に回収され、僅かな量のブラインだけが配管5dを介して水素ガス冷却用熱交換器3に供給される状態となり、水素ガス冷却用熱交換器3の過冷却が回避される。   Further, as will be described later, the temperature of the brine supplied to the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas is lowered by the cooling of the brine by each refrigeration unit 2, and the control unit 7 is specified based on the sensor signal S3a. For example, 5% of the brine flowing out from each refrigeration unit 2 to the pipe 5c is guided to the pipe 5d by controlling the three-way valves Va and Vb. The supply of brine to the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas is reduced by guiding 95% to the pipe 5f and reducing the opening ratio of the two-way valve Vc. As a result, as will be described later, most of the brine cooled by each refrigeration unit 2 is recovered in the brine tank 4 via the pipes 5f and 5e, and only a small amount of brine is supplied to the hydrogen gas cooling heat via the pipe 5d. It will be in the state supplied to the exchanger 3, and the supercooling of the heat exchanger 3 for hydrogen gas cooling is avoided.

この状態においては、配管5d、水素ガス冷却用熱交換器3および配管5e内に極低温の少量のブラインが供給され続けることで、各冷凍ユニット2から水素ガス冷却用熱交換器3を介してブラインタンク4に至るブライン流路内が、外気や地熱によって過剰に温度上昇した状態となるのが回避される。また、各冷凍ユニット2によって冷却されたブラインの大半が水素ガス冷却用熱交換器3を通過させられることなくブラインタンク4に流入させられて、冷凍ユニット2およびブラインタンク4の間で循環させられる状態となるため、ブラインタンク4内のブラインの温度が短時間で好適に温度低下させられる。   In this state, a very small amount of brine is continuously supplied into the pipe 5d, the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 and the pipe 5e, so that each refrigeration unit 2 passes through the hydrogen gas cooling heat exchanger 3. It is avoided that the temperature of the brine flow path leading to the brine tank 4 is excessively increased due to outside air or geothermal heat. Further, most of the brine cooled by each refrigeration unit 2 flows into the brine tank 4 without passing through the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 and is circulated between the refrigeration unit 2 and the brine tank 4. Therefore, the temperature of the brine in the brine tank 4 can be suitably lowered in a short time.

さらに、制御部7は、例えば、水素ガス冷却用熱交換器3において大量の水素ガスが冷却されてブラインの温度が上昇し、センサ信号S3aに基づいて特定される水素ガス冷却用熱交換器3内のブラインの温度が、一例として−35℃を超える温度に上昇したときに、三方弁Va,Vbを制御して各冷凍ユニット2から配管5cに流出したブラインのすべてを配管5dに案内させると共に、二方弁Vcの開口率を上昇させることで水素ガス冷却用熱交換器3へのブラインの供給を増加させる。これにより、後述するように各冷凍ユニット2によって冷却されたブラインの大半が配管5dを介して水素ガス冷却用熱交換器3に供給される状態(水素ガスの冷却に必要な充分な量の低温のブラインが水素ガス冷却用熱交換器3に供給される状態)となる。   Further, the control unit 7, for example, cools a large amount of hydrogen gas in the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 to increase the temperature of the brine, and the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 specified based on the sensor signal S3a. When the temperature of the brine in the inside rises to a temperature exceeding −35 ° C. as an example, the three-way valves Va and Vb are controlled to guide all of the brine that has flowed out of each refrigeration unit 2 to the pipe 5c to the pipe 5d. The supply of brine to the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas is increased by increasing the opening ratio of the two-way valve Vc. Thereby, as will be described later, most of the brine cooled by each refrigeration unit 2 is supplied to the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 via the pipe 5d (a sufficient amount of low temperature necessary for cooling the hydrogen gas). In a state where the brine is supplied to the heat exchanger 3 for cooling hydrogen gas).

このように、制御部7が、温度センサ3aからのセンサ信号S3aに基づく水素ガス冷却用熱交換器3内のブラインの温度の特定と、特定結果に応じて三方弁Va,Vbおよび二方弁Vcを制御する処理(各冷凍ユニット2から水素ガス冷却用熱交換器3へのブラインの供給量の調整)とを継続的に行うことにより、水素ガス冷却用熱交換器3内のブラインの温度が、水素ガスの冷却に適した−33℃〜−40℃の範囲内の温度に維持されると共に、水素ガス冷却用熱交換器3内の配管が過冷却されて劣化する事態が回避される。   As described above, the control unit 7 specifies the temperature of the brine in the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 based on the sensor signal S3a from the temperature sensor 3a, and the three-way valves Va and Vb and the two-way valves according to the specified result. The temperature of the brine in the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas by continuously performing the process of controlling Vc (adjustment of the amount of brine supplied from each refrigeration unit 2 to the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas 3) However, while maintaining the temperature within the range of −33 ° C. to −40 ° C. suitable for cooling of hydrogen gas, the situation where the piping in the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas is overcooled and deteriorated is avoided. .

また、制御部7は、水素ガス冷却用熱交換器3内のブラインの温度の監視、および三方弁Va,Vbや二方弁Vcの制御と並行して、温度センサ4aからのセンサ信号S4aに基づいてブラインタンク4内のブラインの温度を特定し、特定した温度に応じて各冷凍ユニット2の動作状態を制御する処理を継続的に実行する。なお、本例の水素ガス冷却装置1では、三方弁Va,Vbおよび二方弁Vcの開閉制御や、各冷凍ユニット2の動作状態の制御と並行して、蒸発器24の入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との温度差に応じて両液送ポンプ6の動作状態を制御する処理が実行されるが、各冷凍ユニット2によるブラインの冷却処理に関する理解を容易とするために、両液送ポンプ6の動作状態の制御については、後に詳細に説明する。   Further, the control unit 7 monitors the temperature of the brine in the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas and controls the three-way valves Va and Vb and the two-way valve Vc in parallel with the sensor signal S4a from the temperature sensor 4a. Based on this, the temperature of the brine in the brine tank 4 is specified, and the process of controlling the operating state of each refrigeration unit 2 according to the specified temperature is continuously executed. In the hydrogen gas cooling device 1 of this example, the inlet side refrigerant temperature of the evaporator 24 is controlled in parallel with the opening / closing control of the three-way valves Va, Vb and the two-way valve Vc and the control of the operation state of each refrigeration unit 2. A process for controlling the operation state of both liquid feed pumps 6 is executed according to the temperature difference from the outlet side refrigerant temperature. In order to facilitate understanding of the cooling process of the brine by each refrigeration unit 2, both liquid feeds are performed. The control of the operation state of the pump 6 will be described in detail later.

この場合、水素ガス冷却装置1の起動以前に、ある程度長い時間に亘って水素ガス冷却装置1を停止させていたときには、水素ガス冷却装置1の起動時に、ブラインタンク4内やブライン配管5内のブラインの温度が、水素ガスの冷却に適した温度よりも高温(一例として、外気温と同程度の25℃程度)となっている。このような高温のブラインを冷凍ユニット2における低温側冷凍回路20の蒸発器24によって冷却しようとしたとき(高温のブラインが液送されている状態において低温側冷凍回路20を動作させたとき)には、蒸発器24内における冷媒の気化量が増加して低温側冷凍回路20内の冷媒圧力が過剰に高くなってしまう。このような状態では、圧縮機21に大きな負担が掛り、その耐用寿命の低下を招くおそれがあるだけでなく、冷媒圧力の上昇に起因する圧縮機21の破損を回避するために低温側冷凍回路20を緊急停止させる必要が生じてブラインを冷却することができなくなるおそれがある。また、ブラインを極低温まで冷却することを目的する低温側冷凍回路20は、高温のブラインを短時間で温度低下させるのが困難であるため、高温のブラインを水素ガスを好適に冷却し得る温度まで冷却するのに長時間を要することとなる。   In this case, when the hydrogen gas cooling device 1 has been stopped for a certain long time before the hydrogen gas cooling device 1 is activated, the hydrogen tank cooling device 1 is activated in the brine tank 4 or the brine pipe 5 when the hydrogen gas cooling device 1 is activated. The temperature of the brine is higher than the temperature suitable for cooling the hydrogen gas (for example, about 25 ° C., which is about the same as the outside temperature). When such a high temperature brine is to be cooled by the evaporator 24 of the low temperature side refrigeration circuit 20 in the refrigeration unit 2 (when the low temperature side refrigeration circuit 20 is operated in a state where the high temperature brine is being fed). As a result, the amount of refrigerant vaporized in the evaporator 24 increases and the refrigerant pressure in the low-temperature side refrigeration circuit 20 becomes excessively high. In such a state, the compressor 21 is subjected to a heavy burden, which may lead to a decrease in the service life thereof, and also a low temperature side refrigeration circuit in order to avoid damage to the compressor 21 due to an increase in refrigerant pressure. 20 may need to be stopped urgently and the brine may not be cooled. Further, the low temperature side refrigeration circuit 20 for cooling the brine to an extremely low temperature is difficult to lower the temperature of the high temperature brine in a short time. It takes a long time to cool down.

したがって、本例の水素ガス冷却装置1では、制御部7がブラインタンク4に設置されている温度センサ4aからのセンサ信号S4aに基づいてブラインタンク4内のブラインの温度を特定し、特定した温度に応じて各冷凍ユニット2の動作状態を変更することで、低温側冷凍回路20を高負荷状態とすることなく、高温のブラインを短時間で温度低下させる構成が採用されている。具体的には、制御部7は、ブラインタンク4内のブラインの温度に応じて下記の「処理A」および「処理B」のいずれかを「冷凍能力調整処理」として継続的に実行する。   Therefore, in the hydrogen gas cooling device 1 of this example, the controller 7 specifies the temperature of the brine in the brine tank 4 based on the sensor signal S4a from the temperature sensor 4a installed in the brine tank 4, and the specified temperature Accordingly, by changing the operation state of each refrigeration unit 2 according to the above, a configuration is adopted in which the temperature of the high-temperature brine is lowered in a short time without causing the low-temperature side refrigeration circuit 20 to be in a high load state. Specifically, the control unit 7 continuously executes one of the following “Process A” and “Process B” as the “refrigeration capacity adjustment process” according to the temperature of the brine in the brine tank 4.

より具体的には、制御部7は、温度センサ4aからのセンサ信号S4aに基づいて特定したブラインタンク4内のブラインの温度(「熱媒液循環路内の予め規定された位置における熱媒液の温度」の一例)が、一例として、−33℃以上になっているとの条件(「条件A」の一例)が満たされているときに、低温側冷凍回路20(蒸発器24)によるブラインの冷却を行うことなく、高温側冷凍回路10(蒸発器16)によってブラインを冷却する「処理A」を実行する。また、制御部7は、センサ信号S4aに基づいて特定したブラインタンク4内のブラインの温度が、−33℃を下回っているとの条件(「条件B」の一例)が満たされているときに、電磁弁13a,15aおよび電子膨張弁13b,15bを制御して蒸発器14への冷媒の供給量を上記の「処理A」の実行時よりも増加させて蒸発器14によって低温側冷凍回路20の凝縮器22を冷却しつつ低温側冷凍回路20(蒸発器24)によってブラインを冷却する「処理B」を実行する。   More specifically, the control unit 7 determines the temperature of the brine in the brine tank 4 specified based on the sensor signal S4a from the temperature sensor 4a (“the heat transfer liquid at a predetermined position in the heat transfer liquid circulation path”). As an example, when the condition that the temperature is −33 ° C. or more (an example of “condition A”) is satisfied, the brine by the low temperature side refrigeration circuit 20 (evaporator 24) Without performing the cooling, the “processing A” is performed in which the brine is cooled by the high temperature side refrigeration circuit 10 (evaporator 16). Further, when the condition that the temperature of the brine in the brine tank 4 specified based on the sensor signal S4a is lower than −33 ° C. (an example of “condition B”) is satisfied. Then, the solenoid valves 13a and 15a and the electronic expansion valves 13b and 15b are controlled so that the amount of refrigerant supplied to the evaporator 14 is increased as compared with the time of execution of the “Process A”, and the evaporator 14 causes the low temperature side refrigeration circuit 20 "Process B" is performed in which the brine is cooled by the low-temperature side refrigeration circuit 20 (evaporator 24) while the condenser 22 is being cooled.

この際に、長時間に亘る停止状態の後の起動直後であることに起因してブラインの温度が25℃程度となっている本例では、温度センサ3aからのセンサ信号S3aに基づいて特定されるブラインの温度が高温のため、両三方弁Va,Vbが各配管5cを配管5dに接続する状態に制御され、かつ二方弁Vcが100%の開口率に制御されて、ブラインタンク4、各冷凍ユニット2および水素ガス冷却用熱交換器3をこの順で循環する循環路が形成される。これにより、両液送ポンプ6によってブラインタンク4から各配管5aを介して各冷凍ユニット2に供給されたブラインが、配管5c,5dを介して水素ガス冷却用熱交換器3に供給された後に、配管5eを介してブラインタンク4内に回収される状態となる。   At this time, in the present example in which the temperature of the brine is about 25 ° C. due to the fact that it is immediately after starting after a long-time stop state, it is specified based on the sensor signal S3a from the temperature sensor 3a. Since the temperature of the brine is high, both the three-way valves Va and Vb are controlled to connect each pipe 5c to the pipe 5d, and the two-way valve Vc is controlled to 100% opening ratio, A circulation path that circulates through each refrigeration unit 2 and the heat exchanger 3 for cooling hydrogen gas in this order is formed. Thereby, after the brine supplied to each refrigeration unit 2 from the brine tank 4 via the pipes 5a by the both liquid feed pumps 6 is supplied to the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 via the pipes 5c and 5d. Then, the state is recovered into the brine tank 4 through the pipe 5e.

また、温度センサ4aに基づいて特定されるブラインタンク4内のブラインの温度も高温のため、制御部7は、上記の「処理A」を実行する。なお、起動直後であることで4台の冷凍ユニット2のすべてを動作させているこの時点において、制御部7は、4台の冷凍ユニット2のすべてに対して、以下の制御を並列的に実行する。   Further, since the temperature of the brine in the brine tank 4 specified based on the temperature sensor 4a is also high, the control unit 7 executes the above-mentioned “Process A”. Note that at this point in time when all the four refrigeration units 2 are operating immediately after startup, the control unit 7 executes the following control in parallel for all the four refrigeration units 2. To do.

具体的には、制御部7は、まず、電子膨張弁23を制御して開度を低下させることで蒸発器24への冷媒の吐出量を減少させる。これにより、低温側冷凍回路20によるブラインの冷却が実質的に停止した状態となり、配管5a,5bを介して蒸発器24に高温のブラインが供給されても、蒸発器24内における冷媒の気化量が過剰に増加する事態(低温側冷凍回路20内の冷媒圧力が過剰に高くなる事態)が回避される。さらに、制御部7は、電磁弁13aを制御して凝縮器12から電子膨張弁13b(蒸発器14)への冷媒の通過を遮断させると共に、電磁弁15aを制御して凝縮器12から電子膨張弁15b(蒸発器16)への冷媒の通過を許容させる。これにより、凝縮器12において凝縮された冷媒が電子膨張弁15bを介して蒸発器16に供給される結果、配管5aを介して蒸発器16に供給されるブラインが蒸発器16において好適に冷却される。   Specifically, the control unit 7 first reduces the refrigerant discharge amount to the evaporator 24 by controlling the electronic expansion valve 23 to reduce the opening degree. As a result, the cooling of the brine by the low temperature side refrigeration circuit 20 is substantially stopped, and the amount of refrigerant vaporized in the evaporator 24 even when the high temperature brine is supplied to the evaporator 24 via the pipes 5a and 5b. Is excessively increased (a situation in which the refrigerant pressure in the low temperature side refrigeration circuit 20 is excessively high) is avoided. Further, the control unit 7 controls the electromagnetic valve 13a to block the passage of refrigerant from the condenser 12 to the electronic expansion valve 13b (evaporator 14), and also controls the electromagnetic valve 15a to electronically expand from the condenser 12. The refrigerant is allowed to pass through the valve 15b (evaporator 16). Thereby, as a result of the refrigerant condensed in the condenser 12 being supplied to the evaporator 16 via the electronic expansion valve 15b, the brine supplied to the evaporator 16 via the pipe 5a is suitably cooled in the evaporator 16. The

また、蒸発器16において冷却されたブラインは、配管5bを介して蒸発器24に供給されるものの、電子膨張弁23の開度が低下させられて蒸発器24への冷媒吐出量が減少させられているため、蒸発器24によって殆ど冷却されることなく、配管5c、三方弁Va(または、三方弁Vb)、配管5d、水素ガス冷却用熱交換器3および配管5eを介してブラインタンク4内に回収される。さらに、ブラインタンク4内に回収されたブラインは、液送ポンプ6によって再び各冷凍ユニット2に供給される。また、制御部7は、センサ信号S4aに基づいて特定したブラインタンク4内のブラインの温度が−33℃を下回るまで(「条件A」が満たされている間)、上記の「処理A」を継続して実行する。これにより、ブラインタンク4および各冷凍ユニット2の間で循環させられているブラインの温度が徐々に低下する。   Moreover, although the brine cooled in the evaporator 16 is supplied to the evaporator 24 via the pipe 5b, the opening degree of the electronic expansion valve 23 is reduced, and the refrigerant discharge amount to the evaporator 24 is reduced. Therefore, the inside of the brine tank 4 is hardly cooled by the evaporator 24 via the pipe 5c, the three-way valve Va (or the three-way valve Vb), the pipe 5d, the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 and the pipe 5e. To be recovered. Further, the brine collected in the brine tank 4 is supplied again to each refrigeration unit 2 by the liquid feed pump 6. Further, the control unit 7 performs the above-mentioned “Processing A” until the temperature of the brine in the brine tank 4 specified based on the sensor signal S4a falls below −33 ° C. (while “Condition A” is satisfied). Continue to run. Thereby, the temperature of the brine circulated between the brine tank 4 and each refrigeration unit 2 gradually decreases.

また、上記の「処理A」を継続することで、温度センサ4aからのセンサ信号S4aに基づいて特定されるブラインタンク4内のブラインの温度が−33℃を下回ったときに、制御部7は、「条件B」が満たされたとして「処理B」を実行する。具体的には、制御部7は、両三方弁Va,Vbによって各配管5cを配管5dに接続させ、かつ二方弁Vcを100%の開口率に制御した状態を維持しつつ、電磁弁15aを制御して凝縮器12から電子膨張弁15b(蒸発器16)への冷媒の通過を遮断させると共に、電磁弁13aを制御して凝縮器12から電子膨張弁13b(蒸発器14)への冷媒の通過を許容させる。これにより、凝縮器12において凝縮された冷媒が電子膨張弁13bを介して蒸発器14に供給される結果、蒸発器14と一体化されている凝縮器22が蒸発器14によって好適に冷却され、低温側冷凍回路20(蒸発器24)においてブラインを冷却するのに必要とされる充分な量の冷媒が凝縮器22において凝縮される。   Further, by continuing the above “Processing A”, when the temperature of the brine in the brine tank 4 specified based on the sensor signal S4a from the temperature sensor 4a falls below −33 ° C., the control unit 7 , “Process B” is executed assuming that “Condition B” is satisfied. Specifically, the control unit 7 connects the pipes 5c to the pipes 5d by both the three-way valves Va and Vb, and maintains the state in which the two-way valve Vc is controlled to an opening ratio of 100%, while maintaining the electromagnetic valve 15a. Is controlled to block the passage of refrigerant from the condenser 12 to the electronic expansion valve 15b (evaporator 16), and the electromagnetic valve 13a is controlled to refrigerant from the condenser 12 to the electronic expansion valve 13b (evaporator 14). Is allowed to pass. Thereby, as a result of the refrigerant condensed in the condenser 12 being supplied to the evaporator 14 via the electronic expansion valve 13b, the condenser 22 integrated with the evaporator 14 is suitably cooled by the evaporator 14, A sufficient amount of refrigerant required to cool the brine in the low temperature side refrigeration circuit 20 (evaporator 24) is condensed in the condenser 22.

また、制御部7は、電子膨張弁23を制御して開度を増加させることで蒸発器24への冷媒の吐出量を増加させる。これにより、ブラインタンク4から配管5a、蒸発器16および配管5bを介して蒸発器24に供給されるブラインが蒸発器24内の冷媒と熱交換させられて充分に冷却され、配管5c、三方弁Va(または、三方弁Vb)、配管5d、水素ガス冷却用熱交換器3および配管5eを介してブラインタンク4内に回収される。この場合、本例の水素ガス冷却装置1では、低温側冷凍回路20の蒸発器24によってブラインを冷却する「処理B」に先立って高温側冷凍回路10の蒸発器16によってブラインを冷却する「処理A」が実行されて、「処理B」に際して蒸発器24に供給されるブラインの温度が−33℃を下回る充分に低い温度となっている。したがって、蒸発器24内における冷媒の気化量が過剰に高くなって低温側冷凍回路20内の冷媒圧力が過剰に高くなる事態を招くことなく、ブラインを好適に冷却することが可能となる。   In addition, the control unit 7 controls the electronic expansion valve 23 to increase the opening, thereby increasing the refrigerant discharge amount to the evaporator 24. As a result, the brine supplied from the brine tank 4 to the evaporator 24 via the pipe 5a, the evaporator 16 and the pipe 5b is sufficiently cooled by heat exchange with the refrigerant in the evaporator 24, and the pipe 5c, the three-way valve It is recovered in the brine tank 4 through Va (or the three-way valve Vb), the pipe 5d, the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 and the pipe 5e. In this case, in the hydrogen gas cooling device 1 of the present example, the “process for cooling the brine by the evaporator 16 of the high-temperature side refrigeration circuit 10” is performed before the “process B” for cooling the brine by the evaporator 24 of the low-temperature side refrigeration circuit 20. A ”is executed, and the temperature of the brine supplied to the evaporator 24 in“ Process B ”is sufficiently low below −33 ° C. Therefore, the brine can be suitably cooled without causing a situation in which the amount of refrigerant vaporized in the evaporator 24 becomes excessively high and the refrigerant pressure in the low temperature side refrigeration circuit 20 becomes excessively high.

また、温度センサ3aからのセンサ信号S3aに基づいて特定される水素ガス冷却用熱交換器3内のブラインの温度が−38℃まで低下した時点において、制御部9は、各冷凍ユニット2から配管5cに流出したブラインのうちの例えば5%を配管5dに案内させ、残りの95%を配管5fに案内させると共に、二方弁Vcの開口率を低下させる。この際には、ブラインタンク4および冷凍ユニット2の間でブラインが循環する循環路が形成され、液送ポンプ6によってブラインタンク4から配管5aを介して冷凍ユニット2に供給されて配管5cに流れ込んだブラインの大半が、水素ガス冷却用熱交換器3に供給されることなく配管5fを介して配管5eに流入してブラインタンク4内に回収される状態となる。この後、「処理B」を継続して実行することにより、ブラインタンク4内のブラインの温度が−55℃程度となるようにブラインが充分に冷却された状態となる。   In addition, when the temperature of the brine in the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas specified based on the sensor signal S3a from the temperature sensor 3a is lowered to -38 ° C., the control unit 9 connects the piping from each refrigeration unit 2 to the piping. For example, 5% of the brine flowing out to 5c is guided to the pipe 5d, the remaining 95% is guided to the pipe 5f, and the opening ratio of the two-way valve Vc is reduced. At this time, a circulation path through which the brine circulates is formed between the brine tank 4 and the refrigeration unit 2, and is supplied from the brine tank 4 to the refrigeration unit 2 via the pipe 5a by the liquid feed pump 6 and flows into the pipe 5c. Most of the brine flows into the pipe 5e via the pipe 5f without being supplied to the hydrogen gas cooling heat exchanger 3, and is recovered in the brine tank 4. Thereafter, by continuously executing “Process B”, the brine is sufficiently cooled so that the temperature of the brine in the brine tank 4 is about −55 ° C.

なお、「処理B」における高温側冷凍回路10の制御に関しては、「第3の蒸発器」に相当する蒸発器16への冷媒の供給を停止すると共に「第1の蒸発器」に相当する蒸発器14への冷媒の供給を開始することにより、蒸発器16によってブラインを冷却することなく蒸発器14によって凝縮器22を冷却する上記の制御方法だけでなく、「処理B」を開始してからの経過時間が短いとき(高温側冷凍回路10の冷却可能温度の下限よりもブラインの温度が高いとき:一例として、ブライン温度が−40℃以上のとき)には、蒸発器16への冷媒の供給量を減少させると共に蒸発器14への冷媒の供給を開始することにより、蒸発器16によるブラインの冷却を継続しつつ蒸発器14によって凝縮器22を冷却する方法を採用することもできる。   Regarding the control of the high temperature side refrigeration circuit 10 in “Process B”, the supply of the refrigerant to the evaporator 16 corresponding to the “third evaporator” is stopped and the evaporation corresponding to the “first evaporator” is performed. By starting the supply of the refrigerant to the evaporator 14, not only the above control method of cooling the condenser 22 by the evaporator 14 without cooling the brine by the evaporator 16, but also after starting “Process B”. When the temperature of the brine is higher than the lower limit of the coolable temperature of the high-temperature side refrigeration circuit 10 (for example, when the brine temperature is −40 ° C. or higher), A method of cooling the condenser 22 by the evaporator 14 while continuing cooling of the brine by the evaporator 16 by reducing the supply amount and starting the supply of the refrigerant to the evaporator 14 may be adopted. That.

一方、各冷凍ユニット2によるブラインの冷却処理が継続されて、温度センサ4aからのセンサ信号S4aに基づいて特定されるブラインタンク4内のブラインの温度が−55℃を下回ったときに、制御部7は、ブラインの温度が−55℃になったと特定した時点から予め規定された時間(数十秒から数百秒:一例として、300秒)が経過した時点において、センサ信号S4aに基づいて特定されるブラインタンク4内のブラインの温度が−55℃を下回る温度を維持しているか否かを判別する。この際に、後述するように水素ガス冷却用熱交換器3による水素ガスの冷却が行われず、ブラインタンク4内のブラインが−55℃を下回る温度を維持しているときに、制御部7は、動作中の各冷凍ユニット2のうちの1台を停止させる。   On the other hand, when the cooling process of the brine by each refrigeration unit 2 is continued and the temperature of the brine in the brine tank 4 specified based on the sensor signal S4a from the temperature sensor 4a falls below −55 ° C., the control unit 7 is specified based on the sensor signal S4a when a predetermined time (several tens to hundreds of seconds: 300 seconds as an example) has elapsed since the time when the brine temperature was determined to be −55 ° C. It is determined whether or not the temperature of the brine in the brine tank 4 is maintained at a temperature lower than −55 ° C. At this time, as described later, when the hydrogen gas is not cooled by the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 and the brine in the brine tank 4 is maintained at a temperature lower than −55 ° C., the control unit 7 Then, one of the operating refrigeration units 2 is stopped.

具体的には、冷凍ユニット2a〜2dの4台を動作させている本例においてブラインタンク4内のブラインの温度が−55℃を下回る状態が300秒に亘って維持されているときに、制御部7は、一例として、冷凍ユニット2bを停止させる処理(冷凍ユニット2bの高温側冷凍回路10および低温側冷凍回路20を停止させる処理)を実行する。この際には、液送ポンプ6aによってブラインタンク4から液送されるブラインが停止状態の冷凍ユニット2bを通過させられるが、水素ガス冷却用熱交換器3における水素ガスの冷却が行われることなく、動作中の冷凍ユニット2a,2c,2dによって継続的に冷却されるため、ブラインタンク4内のブラインは、−55℃を下回る温度に維持される。これにより、ブラインタンク4内やブライン配管5内のブラインの温度が上昇する事態を招くことなく、冷凍ユニット2bを停止させた分だけ、水素ガス冷却装置1によって消費されるエネルギーが低減される。   Specifically, in the present example in which the four refrigeration units 2a to 2d are operated, the control is performed when the state where the temperature of the brine in the brine tank 4 is lower than -55 ° C is maintained for 300 seconds. As an example, the unit 7 executes a process of stopping the refrigeration unit 2b (a process of stopping the high temperature side refrigeration circuit 10 and the low temperature side refrigeration circuit 20 of the refrigeration unit 2b). At this time, the brine fed from the brine tank 4 by the liquid feed pump 6a is passed through the stopped refrigeration unit 2b, but the hydrogen gas is not cooled in the hydrogen gas cooling heat exchanger 3. Since the cooling is continuously performed by the refrigeration units 2a, 2c, and 2d in operation, the brine in the brine tank 4 is maintained at a temperature lower than −55 ° C. Thereby, the energy consumed by the hydrogen gas cooling device 1 is reduced by the amount of stopping the refrigeration unit 2b without causing a situation in which the temperature of the brine in the brine tank 4 or the brine pipe 5 rises.

また、制御部7は、上記のように冷凍ユニット2bを停止させた時点から予め規定された時間(本例では、300秒)が経過した時点において、センサ信号S4aに基づいて特定されるブラインタンク4内のブラインの温度が−55℃を下回る温度を維持しているか否かを再び判別する。この際に、ブラインタンク4内のブラインが−55℃を下回る温度を維持しているときに、制御部7は、動作中の冷凍ユニット2a,2c,2dのうちの1台(一例として、冷凍ユニット2a)を停止させる。この際には、冷凍ユニット2c,2dによるブラインの冷却処理が継続されるため、ブラインタンク4内やブライン配管5内のブラインの温度が上昇する事態を招くことなく、冷凍ユニット2aを停止させた分だけ、水素ガス冷却装置1によって消費されるエネルギーがさらに低減される。   Further, the control unit 7 determines the brine tank based on the sensor signal S4a when a predetermined time (300 seconds in this example) elapses from the time when the refrigeration unit 2b is stopped as described above. It is determined again whether or not the temperature of the brine in 4 is maintained at a temperature lower than -55 ° C. At this time, when the brine in the brine tank 4 is maintained at a temperature lower than −55 ° C., the control unit 7 selects one of the operating refrigeration units 2a, 2c, and 2d (as an example, a refrigeration unit). Unit 2a) is stopped. At this time, since the cooling process of the brine by the refrigeration units 2c and 2d is continued, the refrigeration unit 2a is stopped without causing a situation in which the temperature of the brine in the brine tank 4 or the brine pipe 5 rises. Therefore, the energy consumed by the hydrogen gas cooling device 1 is further reduced.

さらに、制御部7は、上記のように冷凍ユニット2aを停止させた時点から予め規定された時間(本例では、300秒)が経過した時点において、センサ信号S4aに基づいて特定されるブラインタンク4内のブラインの温度が−55℃を下回る温度を維持しているか否かを再び判別する。この際に、ブラインタンク4内のブラインが−55℃を下回る温度を維持しているときに、制御部7は、動作中の冷凍ユニット2c,2dのうちの1台(一例として、冷凍ユニット2d)を停止させる。この際には、冷凍ユニット2cによるブラインの冷却処理が継続されるため、ブラインタンク4内やブライン配管5内のブラインの温度が上昇する事態を招くことなく、冷凍ユニット2dを停止させた分だけ、水素ガス冷却装置1によって消費されるエネルギーがさらに低減される。   Further, the control unit 7 determines the brine tank based on the sensor signal S4a when a predetermined time (300 seconds in this example) has elapsed since the time when the refrigeration unit 2a was stopped as described above. It is determined again whether or not the temperature of the brine in 4 is maintained at a temperature lower than -55 ° C. At this time, when the brine in the brine tank 4 is maintained at a temperature lower than −55 ° C., the control unit 7 selects one of the operating refrigeration units 2c and 2d (for example, the refrigeration unit 2d). ). At this time, since the cooling process of the brine by the refrigeration unit 2c is continued, the amount of the refrigeration unit 2d stopped without causing a situation in which the temperature of the brine in the brine tank 4 or the brine pipe 5 rises. The energy consumed by the hydrogen gas cooling device 1 is further reduced.

また、制御部7は、上記のように冷凍ユニット2dを停止させた時点から予め規定された時間(本例では、300秒)が経過した時点において、センサ信号S4aに基づいて特定されるブラインタンク4内のブラインの温度が−55℃を下回る温度を維持しているか否かを再び判別する。この際に、制御部7は、ブラインタンク4内のブラインが−55℃を下回る温度を維持したとしても、冷凍ユニット2cの1台だけが動作中で、他の冷凍ユニット2a,2b,2dが停止状態のため、動作中の冷凍ユニット2cを停止させることなく、動作させた状態を維持する。これにより、動作を継続させられている冷凍ユニット2cによってブラインの冷却が継続されるため、周囲温度が高温となる夏期等においても、ブラインタンク4内やブライン配管5内のブラインが−55℃を下回る極低温に維持される。また、冷凍ユニット2a〜2dのうちの冷凍ユニット2a,2b,2dの3台を停止させたことにより、水素ガス冷却装置1によるエネルギーの消費量が充分に低減される。   In addition, the control unit 7 determines the brine tank based on the sensor signal S4a when a predetermined time (300 seconds in this example) has elapsed since the time when the refrigeration unit 2d was stopped as described above. It is determined again whether or not the temperature of the brine in 4 is maintained at a temperature lower than -55 ° C. At this time, even if the control unit 7 maintains the temperature of the brine in the brine tank 4 below −55 ° C., only one of the refrigeration units 2c is operating, and the other refrigeration units 2a, 2b, 2d Because of the stopped state, the operated state is maintained without stopping the operating refrigeration unit 2c. As a result, since the cooling of the brine is continued by the refrigeration unit 2c that is kept in operation, the brine in the brine tank 4 and the brine pipe 5 keeps −55 ° C. even in summer when the ambient temperature becomes high. Maintained below cryogenic temperatures. Further, by stopping three of the refrigeration units 2a, 2b, and 2d among the refrigeration units 2a to 2d, energy consumption by the hydrogen gas cooling device 1 is sufficiently reduced.

一方、ガスステーションにおいて水素燃料電池車などの自動車に水素ガスを充填する際には、一例として、ガスステーション側設備Xから水素ガス冷却装置1の制御部7に給気開始信号が出力され、これに伴い、制御部7が、水素ガス冷却用熱交換器3における水素ガスの冷却処理を開始する。なお、以下の説明は、一例として、冷凍ユニット2a,2b,2dの3台が停止させられると共に、冷凍ユニット2cだけが動作させられてブラインの冷却処理を行っている状態においてガスステーション側設備Xから給気開始信号が出力されたものとする。この際に、制御部7は、まず、三方弁Va,Vbを制御して各冷凍ユニット2から配管5cに流出したブラインのすべてを配管5dに案内させると共に、二方弁Vcを制御して開口率を上昇させる。これにより、ブラインタンク4内に貯留されている極低温のブラインが各冷凍ユニットを通過して水素ガス冷却用熱交換器3に供給される。   On the other hand, when filling an automobile such as a hydrogen fuel cell vehicle with hydrogen gas at the gas station, as an example, an air supply start signal is output from the gas station side equipment X to the control unit 7 of the hydrogen gas cooling device 1. Accordingly, the control unit 7 starts the hydrogen gas cooling process in the hydrogen gas cooling heat exchanger 3. In the following description, as an example, the gas station-side equipment X in a state where the three refrigeration units 2a, 2b, and 2d are stopped and only the refrigeration unit 2c is operated to cool the brine. It is assumed that an air supply start signal is output from. At this time, the control unit 7 first controls the three-way valves Va and Vb to guide all of the brine flowing out from the respective refrigeration units 2 to the pipe 5c to the pipe 5d, and also controls the two-way valve Vc to open. Increase the rate. As a result, the cryogenic brine stored in the brine tank 4 passes through each refrigeration unit and is supplied to the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas.

また、ガスステーション側設備Xにおいては、ガスタンクXaからディスペンサーXbにガス配管Xcを介して水素ガスが供給されてディスペンサーXbから自動車の燃料タンク(ガスタンク:車両側タンク)内に充填される。この際に、水素ガスが水素ガス冷却用熱交換器3を通過させられる際に配管5dを介して水素ガス冷却用熱交換器3に供給された極低温のブラインと熱交換させられて冷却されるため、充分に温度低下した水素ガス(−33℃〜−40℃の水素ガス)が車両側タンク内に充填される結果、その充填効率を充分に向上させることが可能となる。   Further, in the gas station side equipment X, hydrogen gas is supplied from the gas tank Xa to the dispenser Xb via the gas pipe Xc, and the fuel tank (gas tank: vehicle side tank) of the automobile is filled from the dispenser Xb. At this time, when the hydrogen gas is passed through the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas, the hydrogen gas is cooled by being subjected to heat exchange with the cryogenic brine supplied to the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas via the pipe 5d. Therefore, as a result of filling the vehicle side tank with hydrogen gas (hydrogen gas at −33 ° C. to −40 ° C.) whose temperature has been sufficiently lowered, the charging efficiency can be sufficiently improved.

また、水素ガス冷却用熱交換器3において水素ガスを冷却することで温度上昇したブラインは、配管5eを介してブラインタンク4に回収される。このため、水素ガスの冷却時には、温度上昇したブラインが流入することでブラインタンク4内のブラインの温度が上昇する。したがって、温度センサ4aからのセンサ信号S4aに基づいて特定されるブラインタンク4内のブラインの温度が「予め規定された温度」の一例である−52℃を超えたときに、制御部7は、一例として、停止状態の冷凍ユニット2a,2b,2dのすべてを再稼働させる。   Further, the brine whose temperature has been increased by cooling the hydrogen gas in the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas is recovered in the brine tank 4 through the pipe 5e. For this reason, at the time of cooling of hydrogen gas, the temperature of the brine in the brine tank 4 rises because the brine whose temperature has risen flows. Therefore, when the temperature of the brine in the brine tank 4 specified based on the sensor signal S4a from the temperature sensor 4a exceeds −52 ° C., which is an example of “predetermined temperature”, the control unit 7 As an example, all the frozen units 2a, 2b, and 2d in the stopped state are restarted.

具体的には、制御部7は、停止状態の冷凍ユニット2a,2b,2dを制御して高温側冷凍回路10の圧縮機11および低温側冷凍回路20の圧縮機21による冷媒の圧縮処理を開始させると共に、ブラインタンク4内のブラインの温度に拘わらず、低温側冷凍回路20(蒸発器24)によるブラインの冷却を行うことなく高温側冷凍回路10(蒸発器16)によってブラインを冷却する「処理A」を実行させる。また、制御部7は、冷凍ユニット2a,2b,2dの動作を開始させてから予め規定された時間(一例として、300秒)が経過した時点において、ブラインタンク4内に設置されている温度センサ4aからのセンサ信号S4aに基づいてブラインタンク4内のブラインの温度を特定する。   Specifically, the control unit 7 controls the refrigeration units 2a, 2b, and 2d in the stopped state to start the refrigerant compression process by the compressor 11 of the high temperature side refrigeration circuit 10 and the compressor 21 of the low temperature side refrigeration circuit 20. In addition, regardless of the temperature of the brine in the brine tank 4, the brine is cooled by the high temperature side refrigeration circuit 10 (evaporator 16) without cooling the brine by the low temperature side refrigeration circuit 20 (evaporator 24). A ”is executed. Further, the control unit 7 is a temperature sensor installed in the brine tank 4 when a predetermined time (for example, 300 seconds) has elapsed since the operation of the refrigeration units 2a, 2b, and 2d has started. The temperature of the brine in the brine tank 4 is specified based on the sensor signal S4a from 4a.

この際に、例えば水素ガス冷却用熱交換器3において大量の水素ガスを冷却することで高温のブラインがブラインタンク4内に回収され、センサ信号S4aに基づいて特定されるブラインの温度が−33℃以上になっているとの「条件A」が満たされているときに、制御部7は、上記の「処理A」を継続して実行しつつ、センサ信号S4aに基づくブラインタンク4内のブラインの温度の監視を継続する。   At this time, for example, by cooling a large amount of hydrogen gas in the heat exchanger 3 for cooling hydrogen gas, high-temperature brine is recovered in the brine tank 4, and the temperature of the brine specified based on the sensor signal S4a is −33. When the “condition A” that the temperature is equal to or higher than “° C.” is satisfied, the control unit 7 continues to execute the “processing A”, and the brine in the brine tank 4 based on the sensor signal S4a. Continue monitoring the temperature.

一方、冷凍ユニット2a,2b,2dの動作を開始させてから予め規定された時間が経過した時点においてセンサ信号S4aに基づいて特定したブラインタンク4内のブラインの温度が−33℃を下回っているときや、上記のように「処理A」を継続することでセンサ信号S4aに基づいて特定されるブラインタンク4内のブラインの温度が−33℃を下回ったときに、制御部7は、「条件B」が満たされたと判別し、電磁弁13a,15aおよび電子膨張弁13b,15bを制御して蒸発器14への冷媒の供給量を増加させて蒸発器14によって低温側冷凍回路20の凝縮器22を冷却しつつ低温側冷凍回路20(蒸発器24)によってブラインを冷却する「処理B」を各冷凍ユニット2a,2b,2dに実行させる。   On the other hand, the temperature of the brine in the brine tank 4 specified based on the sensor signal S4a is lower than −33 ° C. when a predetermined time has elapsed since the operation of the refrigeration units 2a, 2b, and 2d has started. When the temperature of the brine in the brine tank 4 specified based on the sensor signal S4a by continuing “Processing A” as described above falls below −33 ° C., the control unit 7 B ”is satisfied, the electromagnetic valves 13a and 15a and the electronic expansion valves 13b and 15b are controlled to increase the amount of refrigerant supplied to the evaporator 14, and the evaporator 14 uses the condenser of the low temperature side refrigeration circuit 20 to increase the refrigerant supply amount. The refrigeration units 2a, 2b, and 2d are caused to execute “Process B” in which the brine is cooled by the low-temperature side refrigeration circuit 20 (evaporator 24) while cooling the cooling unit 22.

これにより、水素ガス冷却用熱交換器3における水素ガスの冷却によって温度上昇したブラインが−33℃を下回る極低温まで充分に冷却され、停止させられることなく動作を継続させられて「処理B」を実行している冷凍ユニット2c、および停止状態から再稼働させられて「処理A」に続いて「処理B」を実行している冷凍ユニット2a,2b,2dの4台によって、ブラインタンク4内のブラインの温度が−55℃を下回るまで「処理B」がそれぞれ実行される。この結果、水素ガスを冷却している水素ガス冷却用熱交換器3に対して、水素ガスの冷却に適した極低温のブラインが継続的に供給されるため、−33℃〜−40℃の範囲内の温度まで水素ガスを充分に冷却できる状態が維持される。   As a result, the brine whose temperature has risen due to the cooling of the hydrogen gas in the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas is sufficiently cooled to an extremely low temperature below -33 ° C., and the operation is continued without being stopped. In the brine tank 4 by the four units of the refrigeration unit 2c that executes the “process A” and the “refrigeration units 2a, 2b, and 2d that have been restarted from the stopped state and execute the“ process B ”. Each of the “processing B” is executed until the brine temperature of −55 ° C. falls below −55 ° C. As a result, since the cryogenic brine suitable for cooling the hydrogen gas is continuously supplied to the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 that is cooling the hydrogen gas, the temperature of −33 ° C. to −40 ° C. A state in which the hydrogen gas can be sufficiently cooled to a temperature within the range is maintained.

また、自動車(車両側タンク)への水素ガスの充填が完了したときには、ガスステーション側設備Xから水素ガス冷却装置1の制御部7に給気終了信号が出力される。この際に、水素ガスの冷却が完了したと判別した制御部7は、温度センサ3aからのセンサ信号S3aに基づいて水素ガス冷却用熱交換器3内のブラインの温度を特定し、特定した温度に応じて、前述したように三方弁Va,Vbおよび二方弁Vcを制御する処理を実行する。また、制御部7は、温度センサ4aからのセンサ信号S4aに基づいてブラインタンク4内のブラインの温度を特定し、特定した温度に基づいて各冷凍ユニット2の動作状態を変更する処理(「処理A」の実行、「処理B」の実行、および停止状態への移行)を実行する。これにより、水素ガスの冷却が行われない状態が続いたときには、ブラインタンク4内のブラインの温度が−55℃を下回る状態が維持されつつ、冷凍ユニット2cだけが動作している状態となるまで、動作中の冷凍ユニット2が1台ずつ停止させられる。   When the filling of hydrogen gas into the automobile (vehicle side tank) is completed, an air supply end signal is output from the gas station side equipment X to the control unit 7 of the hydrogen gas cooling device 1. At this time, the control unit 7 that has determined that the cooling of the hydrogen gas has been completed specifies the temperature of the brine in the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas based on the sensor signal S3a from the temperature sensor 3a, and the specified temperature Accordingly, the process for controlling the three-way valves Va and Vb and the two-way valve Vc is executed as described above. Further, the control unit 7 specifies the temperature of the brine in the brine tank 4 based on the sensor signal S4a from the temperature sensor 4a, and changes the operation state of each refrigeration unit 2 based on the specified temperature (“Process” A ”,“ Process B ”, and transition to the stop state). Thereby, when the state where the cooling of the hydrogen gas is not performed continues, the state in which the temperature of the brine in the brine tank 4 is kept below −55 ° C. is maintained until only the refrigeration unit 2 c is in operation. The operating refrigeration units 2 are stopped one by one.

一方、前述したように、本例の水素ガス冷却装置1では、制御部7が、水素ガス冷却用熱交換器3内のブラインの温度に応じた三方弁Va,Vbおよび二方弁Vcの制御や、ブラインタンク4内のブラインの温度に応じた各冷凍ユニット2の動作状態の制御と並行して、各冷凍ユニット2の蒸発器24の入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との温度差(蒸発器24における冷媒過熱度)や、動作状態の液送ポンプ6の台数に応じて、両液送ポンプ6を「継続運転状態」および「断続運転状態」に移行させる制御を継続的に実行することにより、各冷凍ユニット2の低温側冷凍回路20内の冷媒圧力が過剰に高くなる事態(低温側冷凍回路20が高負荷状態となる事態)を招くことなく、水素ガス冷却用熱交換器3に対して水素ガスの冷却に適した充分な量のブラインを供給することができる状態とする構成が採用されている。   On the other hand, as described above, in the hydrogen gas cooling device 1 of this example, the control unit 7 controls the three-way valves Va and Vb and the two-way valve Vc in accordance with the temperature of the brine in the hydrogen gas cooling heat exchanger 3. In parallel with the control of the operation state of each refrigeration unit 2 according to the temperature of the brine in the brine tank 4, the temperature difference between the inlet side refrigerant temperature and the outlet side refrigerant temperature of the evaporator 24 of each refrigeration unit 2 ( According to the refrigerant superheat degree in the evaporator 24) and the number of the liquid feed pumps 6 in the operating state, the control for shifting both the liquid feed pumps 6 to the “continuous operation state” and the “intermittent operation state” is continuously executed. As a result, the refrigerant pressure in the low-temperature side refrigeration circuit 20 of each refrigeration unit 2 becomes excessively high (the low-temperature side refrigeration circuit 20 is in a high load state) without incurring a situation where the refrigerant pressure is increased. Suitable for cooling hydrogen gas Configured into a state capable of providing a sufficient amount of brine is employed.

具体的には、制御部7は、水素ガス冷却装置1が起動された直後から、各冷凍ユニット2の温度センサ24aからのセンサ信号S24aに基づいて蒸発器24の「入口側冷媒温度」を特定する処理、温度センサ24bからのセンサ信号S24bに基づいて蒸発器24の「出口側冷媒温度」を特定する処理、および特定した両温度に基づいて「入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との温度差(蒸発器24における冷媒過熱度)」を演算する処理を継続的に実行し、特定した冷媒過熱度に応じて液送ポンプ6a,6bを制御する。   Specifically, the control unit 7 specifies the “inlet-side refrigerant temperature” of the evaporator 24 based on the sensor signal S24a from the temperature sensor 24a of each refrigeration unit 2 immediately after the hydrogen gas cooling device 1 is activated. The process of specifying the “exit-side refrigerant temperature” of the evaporator 24 based on the sensor signal S24b from the temperature sensor 24b, and the “temperature between the inlet-side refrigerant temperature and the outlet-side refrigerant temperature” based on both specified temperatures. The process of calculating the “difference (refrigerant superheat degree in the evaporator 24)” is continuously executed, and the liquid feed pumps 6a and 6b are controlled according to the specified refrigerant superheat degree.

この場合、本例の水素ガス冷却装置1では、水素ガス冷却用熱交換器3において水素ガスを冷却せずに少なくとも1台の液送ポンプ6を「継続運転状態」に移行させて動作させている状態、および液送ポンプ6a,6bの双方を「継続運転状態」に移行させて(「2台以上の液送ポンプを動作させている状態」の一例)水素ガス冷却用熱交換器3において水素ガスを冷却している状態のいずれかにおいて、動作中の液送ポンプ6に接続されている各冷凍ユニット2の蒸発器24における冷媒過熱度が「予め規定された第2の温度」の一例である15℃以上の温度になる(すなわち、蒸発器24内における冷媒の気化量が過剰に増加する可能性がある状態になる)との「第2の条件」が各冷凍ユニット2のいずれかにおいて満たされたときに、制御部7が、その冷凍ユニット2に接続されている液送ポンプ6を1台だけ停止させて「断続運転状態」に移行させる。   In this case, in the hydrogen gas cooling device 1 of this example, at least one liquid feed pump 6 is moved to the “continuous operation state” without being cooled in the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 and operated. In the heat exchanger 3 for cooling hydrogen gas, both the liquid feed pumps 6a and 6b are shifted to the “continuous operation state” (an example of “a state where two or more liquid feed pumps are operating”). An example of the “second temperature preliminarily defined” is the refrigerant superheat degree in the evaporator 24 of each refrigeration unit 2 connected to the operating liquid feed pump 6 in any state where the hydrogen gas is being cooled. The “second condition” that the temperature becomes 15 ° C. or higher (that is, the vaporization amount of the refrigerant in the evaporator 24 may increase excessively) is any of the refrigeration units 2. When satisfied in Control unit 7 shifts the liquid feed pump 6 connected to the refrigeration unit 2 only one is stopped in the "intermittent operation state".

これにより、冷媒過熱度が15℃以上となった蒸発器24に対してブラインが断続的に液送される状態(蒸発器24に対する単位時間当りの液送量が減少した状態)となるため、「断続運転状態」に移行させた液送ポンプ6によってブラインが液送される冷凍ユニット2の蒸発器24内における冷媒の気化量が減少する結果、低温側冷凍回路20内の冷媒圧力が過剰に高くなる事態が回避される。   As a result, the brine is intermittently fed to the evaporator 24 having a refrigerant superheat degree of 15 ° C. or higher (a state in which the amount of liquid fed per unit time to the evaporator 24 is reduced). As a result of the decrease in the amount of refrigerant vaporized in the evaporator 24 of the refrigeration unit 2 in which the brine is liquid-fed by the liquid feed pump 6 shifted to the “intermittent operation state”, the refrigerant pressure in the low-temperature refrigeration circuit 20 is excessive The situation of becoming high is avoided.

また、本例の水素ガス冷却装置1では、制御部7が、水素ガス冷却用熱交換器3において水素ガスを冷却しているか否かを問わず、液送ポンプ6aに接続されている冷凍ユニット2a,2bの双方において、蒸発器24における冷媒過熱度が「予め規定された第1の温度」の一例である5℃以下の温度になる(すなわち、蒸発器24内における冷媒の気化量が過剰に増加する可能性がなくなるまでブラインの温度が低下した状態となる)との「第1の条件」が満たされたときに液送ポンプ6aを動作させて「継続運転状態」に移行させると共に、液送ポンプ6bに接続されている冷凍ユニット2c,2dの双方において、蒸発器24における冷媒過熱度が5℃以下の温度になるとの「第1の条件」が満たされたときに液送ポンプ6bを動作させて「継続運転状態」に移行させる。   Moreover, in the hydrogen gas cooling device 1 of this example, the refrigeration unit connected to the liquid feed pump 6a regardless of whether or not the control unit 7 is cooling the hydrogen gas in the hydrogen gas cooling heat exchanger 3. In both 2a and 2b, the superheat degree of the refrigerant in the evaporator 24 becomes a temperature of 5 ° C. or less, which is an example of the “predetermined first temperature” (that is, the amount of refrigerant vaporized in the evaporator 24 is excessive). When the “first condition” is satisfied, the liquid feed pump 6a is operated to shift to the “continuous operation state”. In both the refrigeration units 2c and 2d connected to the liquid feed pump 6b, when the “first condition” that the refrigerant superheat degree in the evaporator 24 reaches a temperature of 5 ° C. or less is satisfied, the liquid feed pump 6b Work It is shifted to the "continuous operation state" Te.

これにより、「継続運転状態」に移行させられた液送ポンプ6に接続されている冷凍ユニット2が高負荷状態となる事態を招くことなく、その冷凍ユニット2によってブラインを好適に冷却することができる結果、水素ガス冷却用熱交換器3内のブラインの温度が−38℃以上のときには、充分に冷却されたブラインを水素ガス冷却用熱交換器3に供給することができ、水素ガス冷却用熱交換器3内のブラインの温度が−38℃を下回ったときには、ブラインタンク4内のブラインの温度が−55℃程度となるように冷凍ユニット2とブラインタンク4との間でブラインを循環させることができる。   Thereby, the brine can be suitably cooled by the refrigeration unit 2 without causing a situation in which the refrigeration unit 2 connected to the liquid feed pump 6 shifted to the “continuous operation state” is in a high load state. As a result, when the temperature of the brine in the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas is −38 ° C. or more, the sufficiently cooled brine can be supplied to the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas. When the temperature of the brine in the heat exchanger 3 falls below −38 ° C., the brine is circulated between the refrigeration unit 2 and the brine tank 4 so that the temperature of the brine in the brine tank 4 becomes about −55 ° C. be able to.

この場合、本例の水素ガス冷却装置1では、液送ポンプ6aに接続されている冷凍ユニット2a,2bのいずれか一方において上記の「処理A」を実行し、かつ冷凍ユニット2a,2bの他方において上記の「処理B」を実行している状態において、制御部7は、「処理B」を実行している冷凍ユニット2における蒸発器24の冷媒過熱度に応じて液送ポンプ6aを「継続運転状態」および「断続運転状態」のいずれに移行させるかを決定する。また、液送ポンプ6bに接続されている冷凍ユニット2c,2dのいずれか一方において上記の「処理A」を実行し、かつ冷凍ユニット2c,2dの他方において上記の「処理B」を実行している状態において、制御部7は、「処理B」を実行している冷凍ユニット2における蒸発器24の冷媒過熱度に応じて液送ポンプ6bを「継続運転状態」および「断続運転状態」のいずれに移行させるかを決定する。   In this case, in the hydrogen gas cooling device 1 of this example, the above-mentioned “processing A” is executed in one of the refrigeration units 2a and 2b connected to the liquid feed pump 6a, and the other of the refrigeration units 2a and 2b. In the state where the above-mentioned “processing B” is being performed, the control unit 7 “continues” the liquid feed pump 6a according to the refrigerant superheat degree of the evaporator 24 in the refrigeration unit 2 that is performing “processing B”. It is determined whether to shift to “operation state” or “intermittent operation state”. Further, the above-mentioned “Process A” is executed in one of the refrigeration units 2c, 2d connected to the liquid feed pump 6b, and the “Process B” is executed in the other of the refrigeration units 2c, 2d. In the state where the control unit 7 is in the “continuous operation state” or “intermittent operation state”, the control unit 7 controls the liquid feed pump 6b according to the refrigerant superheat degree of the evaporator 24 in the refrigeration unit 2 executing “processing B”. Decide whether to move to.

これにより、「処理B」を実行している冷凍ユニット2の蒸発器24における冷媒過熱度が15℃以上の状態において、その冷凍ユニット2に接続されている液送ポンプ6が「断続運転状態」に移行させられる結果、その冷凍ユニット2に対して高温のブラインが供給されて低温側冷凍回路20が高負荷状態となる事態が回避されると共に、「処理B」を実行している冷凍ユニット2の蒸発器24における冷媒過熱度が5℃以下の状態において、その冷凍ユニット2に接続されている液送ポンプ6が「継続運転状態」に移行させられる結果、その冷凍ユニット2に対して供給されるブラインが極低温まで充分に冷却される。   Thereby, in the state where the refrigerant superheat degree in the evaporator 24 of the refrigeration unit 2 that is executing “Processing B” is 15 ° C. or more, the liquid feed pump 6 connected to the refrigeration unit 2 is in the “intermittent operation state”. As a result, the situation where the high temperature brine is supplied to the refrigeration unit 2 and the low temperature side refrigeration circuit 20 is in a high load state is avoided, and the refrigeration unit 2 that is executing “Process B” In the state where the refrigerant superheat degree in the evaporator 24 is 5 ° C. or lower, the liquid feed pump 6 connected to the refrigeration unit 2 is shifted to the “continuous operation state”, so that the refrigeration unit 2 is supplied. The brine is sufficiently cooled to cryogenic temperature.

さらに、本例の水素ガス冷却装置1では、液送ポンプ6a,6bのいずれか一方を「継続運転状態」に移行させ、かつ他方を「断続運転状態」に移行させて(「液送ポンプを1台だけ動作させ」との状態の一例)水素ガス冷却用熱交換器3において水素ガスを冷却している状態において、動作中の液送ポンプ6に接続されている両冷凍ユニット2のいずれかにおいて上記の「第2の条件」が満たされたときに、制御部7は、動作中の液送ポンプ6を停止させることなく動作させた状態を維持する。これにより、水素ガスの冷却を行っている水素ガス冷却用熱交換器3に対してブラインが供給されない事態を招くことなく、水素ガス冷却用熱交換器3に対して、水素ガスの冷却に必要な充分な量のブラインを継続的に供給することが可能となる。   Further, in the hydrogen gas cooling device 1 of this example, either one of the liquid feed pumps 6a and 6b is shifted to the “continuous operation state” and the other is shifted to the “intermittent operation state” (“the liquid feed pump is turned on”). An example of a state in which “only one unit is operated”) Either of the refrigeration units 2 connected to the liquid feed pump 6 in operation in the state where the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 cools the hydrogen gas. When the above “second condition” is satisfied, the control unit 7 maintains the operating state without stopping the liquid feed pump 6 in operation. Accordingly, it is necessary for cooling the hydrogen gas to the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 without causing a situation in which brine is not supplied to the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 that is cooling the hydrogen gas. It is possible to continuously supply a sufficient amount of brine.

なお、各冷凍ユニット2の蒸発器24における冷媒過熱度は、冷凍ユニット2の動作状態や、冷凍ユニット2に供給されるブラインの温度によって逐次変化する。具体的には、例えば、水素ガス冷却装置1の起動直後において、前述したよう「処理A」が実行され、冷凍ユニット2において低温側冷凍回路20(蒸発器24)によるブラインの冷却が行われずに、高温側冷凍回路10(蒸発器16)によってブラインが冷却されているときには、低温側冷凍回路20が実質的に機能していないため、蒸発器24における冷媒過熱度が5℃以下の状態となる。したがって、制御部7は、「第1の条件」が満たされていると判別する。   Note that the degree of refrigerant superheating in the evaporator 24 of each refrigeration unit 2 sequentially changes depending on the operating state of the refrigeration unit 2 and the temperature of the brine supplied to the refrigeration unit 2. Specifically, for example, immediately after the hydrogen gas cooling device 1 is started, “Processing A” is executed as described above, and the cooling of the brine is not performed in the refrigeration unit 2 by the low temperature side refrigeration circuit 20 (evaporator 24). When the brine is cooled by the high temperature side refrigeration circuit 10 (evaporator 16), the low temperature side refrigeration circuit 20 is not substantially functioning, so that the refrigerant superheat degree in the evaporator 24 is 5 ° C. or less. . Therefore, the control unit 7 determines that the “first condition” is satisfied.

また、「処理A」を継続して実行することで温度センサ4aからのセンサ信号S4aに基づいて特定されるブラインタンク4内のブラインの温度が低下し、上記したように制御部7によって「処理B」が実行されて、冷凍ユニット2において低温側冷凍回路20(蒸発器24)によるブラインの冷却が開始された直後には、低温側冷凍回路20(蒸発器24)に液送されるブラインの温度が充分に温度低下していないため、蒸発器24における冷媒過熱度が15℃以上の状態となる。したがって、制御部7は、「第2の条件」が満たされたと判別する。   Further, by continuously executing “Processing A”, the temperature of the brine in the brine tank 4 specified based on the sensor signal S4a from the temperature sensor 4a is lowered. B ”is executed, and immediately after the cooling of the brine by the low temperature side refrigeration circuit 20 (evaporator 24) is started in the refrigeration unit 2, the brine fed to the low temperature side refrigeration circuit 20 (evaporator 24) Since the temperature is not sufficiently lowered, the refrigerant superheat degree in the evaporator 24 becomes 15 ° C. or higher. Therefore, the control unit 7 determines that the “second condition” is satisfied.

さらに、「処理B」を継続して実行することで温度センサ4aからのセンサ信号S4aに基づいて特定されるブラインタンク4内のブラインの温度がある程度低下し、蒸発器24内における冷媒の気化量が過剰に増加することのない状態(低温側冷凍回路20内の冷媒圧力が過剰に高くなることのない状態)になったときには、蒸発器24における冷媒過熱度が5℃以下の状態となる。この際に、制御部7は、「第1の条件」が満たされたと判別する。   Further, by continuously executing “Process B”, the temperature of the brine in the brine tank 4 specified based on the sensor signal S4a from the temperature sensor 4a is reduced to some extent, and the amount of refrigerant vaporized in the evaporator 24 Becomes a state in which the refrigerant pressure does not increase excessively (a state in which the refrigerant pressure in the low temperature side refrigeration circuit 20 does not become excessively high), the refrigerant superheat degree in the evaporator 24 becomes 5 ° C. or less. At this time, the control unit 7 determines that the “first condition” is satisfied.

したがって、前述したように、水素ガス冷却用熱交換器3内のブラインの温度に応じた三方弁Va,Vbおよび二方弁Vcの制御や、ブラインタンク4内のブラインの温度に応じた各冷凍ユニット2の動作状態の制御と並行して、各冷凍ユニット2の蒸発器24における冷媒過熱度、液送ポンプ6の運転台数および水素ガス冷却用熱交換器3における水素ガスの冷却の要否に応じて液送ポンプ6の動作状態を変更する制御を継続的に実行することにより、いずれの冷凍ユニット2においても低温側冷凍回路20が高負荷状態となる事態を招くことなく、水素ガス冷却用熱交換器3において水素ガスを冷却する必要があるときには、水素ガス冷却用熱交換器3に対して充分な量のブラインを確実に供給することが可能となる。   Therefore, as described above, control of the three-way valves Va and Vb and the two-way valve Vc according to the temperature of the brine in the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 and each refrigeration according to the temperature of the brine in the brine tank 4 are performed. In parallel with the control of the operation state of the unit 2, the degree of refrigerant superheating in the evaporator 24 of each refrigeration unit 2, the number of operating liquid feed pumps 6, and the necessity of cooling of the hydrogen gas in the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas are determined. Accordingly, by continuously executing the control for changing the operation state of the liquid feed pump 6, it is possible to cool the hydrogen gas without causing the low temperature side refrigeration circuit 20 to be in a high load state in any refrigeration unit 2. When it is necessary to cool the hydrogen gas in the heat exchanger 3, a sufficient amount of brine can be reliably supplied to the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas.

このように、この水素ガス冷却装置1では、複数の冷凍ユニット2および複数の液送ポンプ6を備え、かつ、各液送ポンプ6が複数の冷凍ユニット2から水素ガス冷却用熱交換器3にブラインを供給可能に互いに相違する複数の冷凍ユニット2にそれぞれ接続されると共に、制御部7が、各冷凍ユニット2の冷凍能力を調整する「冷凍能力調整処理」を実行しつつ、いずれかの液送ポンプ6に接続されている各冷凍ユニット2の蒸発器24における冷媒過熱度が予め規定された「第1の温度(本例では、5℃)」以下になるとの「第1の条件」が各冷凍ユニット2のすべてにおいて満たされたときに、そのいずれかの液送ポンプ6を動作させて「継続運転状態」に移行させ、水素ガス冷却用熱交換器3において水素ガスを冷却せずに少なくとも1台の液送ポンプ6を動作させている状態、および2台以上の液送ポンプ6を動作させて水素ガス冷却用熱交換器3において水素ガスを冷却している状態のいずれかにおいて動作中の各液送ポンプ6のいずれかに接続されている各冷凍ユニット2の蒸発器24における冷媒過熱度が「第1の温度」よりも高温の予め規定された「第2の温度(本例では、15℃)」以上になるとの「第2の条件」が各冷凍ユニット2のいずれかにおいて満たされたときに、そのいずれかの冷凍ユニット2に接続されている液送ポンプ6を1台だけ停止させて「断続運転状態」に移行させ、かつ液送ポンプ6を1台だけ動作させて水素ガス冷却用熱交換器3において水素ガスを冷却している状態において動作中の液送ポンプ6に接続されている各冷凍ユニット2のいずれかにおいて「第2の条件」が満たされたときに動作中の液送ポンプ6を停止させることなく「継続運転状態」で動作させた状態を維持する。   Thus, this hydrogen gas cooling device 1 includes a plurality of refrigeration units 2 and a plurality of liquid feed pumps 6, and each liquid feed pump 6 is transferred from the plurality of refrigeration units 2 to the hydrogen gas cooling heat exchanger 3. Each of the liquids is connected to a plurality of different refrigeration units 2 so as to be able to supply brine, and the control unit 7 performs a “refrigeration capacity adjustment process” for adjusting the refrigeration capacity of each refrigeration unit 2. The “first condition” when the refrigerant superheat degree in the evaporator 24 of each refrigeration unit 2 connected to the feed pump 6 is equal to or lower than a predetermined “first temperature (5 ° C. in this example)”. When all the refrigeration units 2 are filled, one of the liquid feed pumps 6 is operated to shift to the “continuous operation state”, and the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 does not cool the hydrogen gas. At least Operating either in a state where one liquid feed pump 6 is operating or in a state where two or more liquid feed pumps 6 are operated to cool hydrogen gas in the heat exchanger 3 for cooling hydrogen gas The refrigerant superheat degree in the evaporator 24 of each refrigeration unit 2 connected to any one of the liquid feed pumps 6 is a “second temperature (in this example) that is higher than the“ first temperature ”. , 15 ° C.) ”or more, when the“ second condition ”is satisfied in any of the refrigeration units 2, only one liquid feed pump 6 connected to any of the refrigeration units 2 is provided. The liquid feed pump 6 that is in operation in a state where the hydrogen gas is cooled in the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 by stopping and shifting to the “intermittent operation state” and operating only one liquid feed pump 6. Each connected refrigeration unit Maintain the state of operating in the "continuous operation state" without stopping the liquid feed pump 6 during operation when the "second condition" is satisfied in any of the.

したがって、この水素ガス冷却装置1によれば、複数の「冷凍ユニット」に対して1台の「液送ポンプ」によってブラインを供給する構成の「水素ガス冷却装置」とは異なり、ブラインを好適に冷却可能な状態になっていない冷凍ユニット2にブラインが供給される事態や、低温側冷凍回路20が過負荷状態となるおそれがある冷凍ユニット2に高温のブラインが供給される事態を好適に回避することができると共に、低温側冷凍回路20が過負荷状態となるおそれがなく、かつブラインを好適に冷却可能な状態になっている冷凍ユニット2にだけブラインを供給して、これを好適に冷却することができる。また、「冷凍ユニット」の台数と同数の複数の「液送ポンプ」を備えた構成の「水素ガス冷却装置」と比較して、水素ガス冷却装置1を構成する液送ポンプ6の台数が少数で済むため、水素ガス冷却装置1の製造コストの高騰を充分に抑制することができる。さらに、水素ガス冷却用熱交換器3において水素ガスを冷却しているときには、少なくとも1台の液送ポンプ6によって、水素ガスの冷却に必要な充分な量のブラインを水素ガス冷却用熱交換器3に対して継続的に供給することができるため、水素ガス冷却用熱交換器3において水素ガスを確実に冷却することができる。また、水素ガス冷却用熱交換器3に対して少量のブラインを供給するときには、少数の液送ポンプ6を動作させて少量のブラインを液送させることで、停止させている液送ポンプ6の分だけ、エネルギー消費量を軽減することができる。   Therefore, according to the hydrogen gas cooling device 1, unlike the “hydrogen gas cooling device” in which brine is supplied to a plurality of “refrigeration units” by one “liquid feed pump”, the brine is suitably used. A situation where brine is supplied to the refrigeration unit 2 that is not in a coolable state or a situation where high temperature brine is supplied to the refrigeration unit 2 in which the low temperature side refrigeration circuit 20 may be overloaded is preferably avoided. In addition, the brine is supplied only to the refrigeration unit 2 in which the low temperature side refrigeration circuit 20 is not likely to be overloaded and can be suitably cooled, and this is suitably cooled. can do. Further, the number of liquid feed pumps 6 constituting the hydrogen gas cooling device 1 is smaller than that of the “hydrogen gas cooling device” having a plurality of “liquid feed pumps” having the same number as the “refrigeration units”. Therefore, the increase in the manufacturing cost of the hydrogen gas cooling device 1 can be sufficiently suppressed. Further, when the hydrogen gas is being cooled in the hydrogen gas cooling heat exchanger 3, a sufficient amount of brine necessary for cooling the hydrogen gas is removed by at least one liquid feed pump 6. Therefore, the hydrogen gas can be reliably cooled in the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas. When a small amount of brine is supplied to the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas, the liquid feed pump 6 is stopped by operating a small number of liquid feed pumps 6 to feed a small amount of brine. Energy consumption can be reduced by the amount.

また、この水素ガス冷却装置1では、制御部7が、予め規定された位置(本例では、ブラインタンク4内)におけるブラインの温度が予め規定された温度範囲内の「予め規定された温度」以上になっているとの「条件A」が実質的に満たされているときに蒸発器24によるブラインの冷却を行うことなく蒸発器16によってブラインを冷却する「処理A」と、予め規定された位置におけるブラインの温度が予め規定された温度を下回っているとの「条件B」が実質的に満たされているときに冷媒供給量調整弁を制御して蒸発器14への冷媒の供給量を「処理A」の実行時よりも増加させて蒸発器14によって凝縮器22を冷却しつつ蒸発器24によってブラインを冷却する「処理B」とを「冷凍能力調整処理」として実行すると共に、いずれかの冷凍ユニット2において「処理A」を実行し、かついずれかの冷凍ユニット2が接続されている液送ポンプ6に接続されている他のいずれかの冷凍ユニット2において「処理B」を実行しているときには、他のいずれかの冷凍ユニット2の蒸発器24における冷媒過熱度に基づいて、そのいずれかの冷凍ユニット2および他のいずれかの冷凍ユニット2が接続されている液送ポンプ6を「継続運転状態」および「断続運転状態」のいずれに移行させるかを決定する。   Further, in the hydrogen gas cooling device 1, the control unit 7 determines that the temperature of the brine at a predetermined position (in the brine tank 4 in this example) is within a predetermined temperature range. “Processing A”, in which the brine is cooled by the evaporator 16 without cooling the brine by the evaporator 24 when the “condition A” is satisfied, is defined in advance. The refrigerant supply amount to the evaporator 14 is controlled by controlling the refrigerant supply amount adjusting valve when “condition B” that the temperature of the brine at the position is lower than a predetermined temperature is substantially satisfied. “Processing B”, in which the condenser 22 is cooled by the evaporator 14 while cooling the condenser 22 by the evaporator 24 and the brine is cooled by the evaporator 24, is executed as the “refrigeration capacity adjustment process”. "Processing A" is executed in the refrigeration unit 2 and "Processing B" is executed in any one of the other refrigeration units 2 connected to the liquid feed pump 6 to which one of the refrigeration units 2 is connected. When one of the other refrigeration units 2 is connected, any one of the refrigeration units 2 and any one of the other refrigeration units 2 is connected to the liquid feed pump 6 based on the degree of refrigerant superheat in the evaporator 24 of the other It is determined whether to shift to “continuous operation state” or “intermittent operation state”.

したがって、この水素ガス冷却装置1によれば、ブラインの温度が高温のときに低温側冷凍回路20によるブラインの冷却を実行しない「処理A」を実行することにより、圧縮機21が破損する事態や、圧縮機21の破損を回避するために低温側冷凍回路20を緊急停止させる事態を確実に回避することができるだけでなく、高温のブラインの冷却効率が高い高温側冷凍回路10によってブラインを冷却することで高温のブラインを短時間で温度低下させ、低温側冷凍回路20によって好適に冷却可能な温度までブラインの温度が低下したときに「処理B」を実行して低温側冷凍回路20によってブラインを冷却することでブラインを目標温度まで冷却することができるため、高温のブラインを目標温度まで短時間で確実に冷却することができると共に、いずれかの液送ポンプ6に接続された各冷凍ユニット2のうちの「処理B」を実行している冷凍ユニット2の蒸発器24における冷媒過熱度が「第1の温度」以上のときに、その冷凍ユニット2に接続されている液送ポンプ6が「断続運転状態」に移行させられて冷凍ユニット2に対するブラインの供給が停止するため、「処理B」を実行している低温側冷凍回路20が高負荷状態となるのを確実に回避することができる。   Therefore, according to the hydrogen gas cooling device 1, when the temperature of the brine is high, the compressor 21 is damaged by performing “Processing A” in which the cooling of the brine by the low temperature side refrigeration circuit 20 is not performed. In addition, not only can the emergency stop of the low-temperature refrigeration circuit 20 be avoided in order to avoid damage to the compressor 21, but also the brine is cooled by the high-temperature refrigeration circuit 10 having high cooling efficiency of the high-temperature brine. As a result, the temperature of the high-temperature brine is lowered in a short time, and when the temperature of the brine is lowered to a temperature that can be suitably cooled by the low-temperature side refrigeration circuit 20, "Process B" is executed. By cooling, the brine can be cooled to the target temperature, so it is possible to reliably cool the hot brine to the target temperature in a short time. In addition, the degree of refrigerant superheat in the evaporator 24 of the refrigeration unit 2 that is executing “Processing B” among the refrigeration units 2 connected to any one of the liquid feed pumps 6 is equal to or higher than the “first temperature”. Sometimes, the liquid feed pump 6 connected to the refrigeration unit 2 is shifted to the “intermittent operation state” and the supply of brine to the refrigeration unit 2 is stopped. It is possible to reliably avoid the refrigeration circuit 20 from being in a high load state.

さらに、この水素ガス冷却装置1によれば、水素ガス冷却用熱交換器3から回収したブラインを貯液可能に構成されると共に貯液したブラインを各冷凍ユニット2に供給可能に配設されたブラインタンク4に配設された温度センサ4aからのセンサ信号S4aに基づいて特定したブラインの温度を「予め規定された位置におけるブラインの温度」として特定することにより、例えば、「予め規定された位置」とは異なる位置のブラインの温度を監視して「予め規定された位置」におけるブラインの温度を演算し、演算した温度に基づいて「条件A」や「条件B」が満たされているかを判別して「処理A」および「処理B」のいずれかを実行する構成の「水素ガス冷却装置」とは異なり、温度センサ4aからのセンサ信号S4aによって特定したブラインの温度に基づいて「条件A」や「条件B」を満たしているか否かを直接的に判別することができるため、煩雑な演算処理を実行することなく、「処理A」および「処理B」のいずれかを的確に実行してブラインを効率良く冷却することができる。   Furthermore, according to the hydrogen gas cooling device 1, the brine recovered from the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 is configured to be able to store liquid, and the stored brine is arranged to be supplied to each refrigeration unit 2. By specifying the temperature of the brine specified based on the sensor signal S4a from the temperature sensor 4a disposed in the brine tank 4 as “the temperature of the brine at a predetermined location”, for example, “predetermined location” The temperature of the brine at a position different from “” is monitored, the temperature of the brine at the “predetermined position” is calculated, and “condition A” and “condition B” are determined based on the calculated temperature Unlike the “hydrogen gas cooling device” configured to execute either “Processing A” or “Processing B”, it is specified by the sensor signal S4a from the temperature sensor 4a. Since it is possible to directly determine whether or not “condition A” and “condition B” are satisfied based on the temperature of the brine, “processing A” and “processing B” can be performed without executing complicated calculation processing. The brine can be efficiently cooled by properly performing any one of the above.

なお、「水素ガス冷却装置」の構成は、上記の水素ガス冷却装置1の構成に限定されない。例えば、1台の液送ポンプ6によって2台の冷凍ユニット2にブラインを液送する構成を例に挙げて説明したが、1台の液送ポンプ6によって3台以上の冷凍ユニット2にブラインを液送する構成を採用することもできる。また、上記の水素ガス冷却装置1では、冷凍ユニット2によって冷却するブラインの温度が高いとき(ブラインタンク4内のブラインの温度が−33℃以上のとき)に、低温側冷凍回路20によってブラインを冷却することなく高温側冷凍回路10の蒸発器16によってブラインを冷却する構成が採用されているが、このような構成に代えて、ブラインの温度が高いときにも、高温側冷凍回路10(蒸発器16)および低温側冷凍回路20(蒸発器24)の双方によってブラインを冷却する構成を採用することができる。   The configuration of the “hydrogen gas cooling device” is not limited to the configuration of the hydrogen gas cooling device 1 described above. For example, the configuration in which brine is fed to two refrigeration units 2 by one liquid feed pump 6 has been described as an example, but brine is fed to three or more refrigeration units 2 by one liquid feed pump 6. It is also possible to adopt a liquid feeding configuration. In the hydrogen gas cooling device 1 described above, when the temperature of the brine cooled by the refrigeration unit 2 is high (when the temperature of the brine in the brine tank 4 is −33 ° C. or higher), the low-temperature side refrigeration circuit 20 supplies the brine. A configuration is adopted in which the brine is cooled by the evaporator 16 of the high temperature side refrigeration circuit 10 without cooling, but instead of such a configuration, even when the temperature of the brine is high, the high temperature side refrigeration circuit 10 (evaporation). A configuration in which the brine is cooled by both the cooler 16) and the low temperature side refrigeration circuit 20 (evaporator 24) can be employed.

また、「第3の蒸発器」としての蒸発器16を備えた高温側冷凍回路10を有する冷凍ユニット2を例に挙げて説明したが、上記の高温側冷凍回路10における電磁弁15a、電子膨張弁15bおよび蒸発器16が存在しない「高温側冷凍回路」の「第1の蒸発器」によって低温側冷凍回路20の凝縮器22を冷却する構成の「冷凍ユニット」(図示せず)を備えて構成することもできる。このような構成を採用した場合には、上記の水素ガス冷却装置1における配管5aを配管5bに直接接続すればよい。   Further, although the refrigeration unit 2 having the high temperature side refrigeration circuit 10 including the evaporator 16 as the “third evaporator” has been described as an example, the electromagnetic valve 15a and the electronic expansion in the high temperature side refrigeration circuit 10 are described. A “refrigeration unit” (not shown) configured to cool the condenser 22 of the low temperature side refrigeration circuit 20 by the “first evaporator” of the “high temperature side refrigeration circuit” without the valve 15b and the evaporator 16 is provided. It can also be configured. When such a configuration is adopted, the pipe 5a in the hydrogen gas cooling device 1 may be directly connected to the pipe 5b.

また、ブラインタンク4内を「熱媒液循環路内の予め規定された位置」としてブラインタンク4内のブラインの温度を特定する構成を例に挙げて説明したが、「予め規定された位置」は、この例に限定されず、例えば、ブライン配管5における配管5a内、ブライン配管5における配管5e内を「予め規定された位置」とすることもできる。さらに、ブライン配管5内の任意の位置のブラインの温度に基づいて「予め規定された位置」のブラインの温度を特定する(演算する)構成を採用することもできる。   In addition, the configuration in which the temperature of the brine in the brine tank 4 is specified as an example in which the brine tank 4 is “predetermined position in the heat transfer medium circulation path” has been described, but “predetermined position” Is not limited to this example, and for example, the inside of the pipe 5a in the brine pipe 5 and the inside of the pipe 5e in the brine pipe 5 can be set as “predetermined positions”. Further, it is possible to adopt a configuration in which the temperature of the brine at the “predetermined position” is specified (calculated) based on the temperature of the brine at an arbitrary position in the brine pipe 5.

さらに、上記の水素ガス冷却装置1におけるブラインタンク4に代えて、各冷凍ユニット2の蒸発器24を通過させたブラインを貯液可能なブラインタンク(貯液槽)を設け、そのブラインタンクから水素ガス冷却用熱交換器3にブラインを供給して水素ガスを冷却する構成を採用することもできる。具体的には、一例として、上記の水素ガス冷却装置1の各構成要素のうち、ブラインタンク4を取り除いて配管5eを各配管5aに直接接続し、かつ三方弁Va,Vbおよび配管5fを取り除いて各配管5cを配管5dに直接接続すると共に、図1に一点鎖線で示すように、配管5dにおける各配管5cとの接続部位と二方弁Vcの配設部位との間にブラインタンク8(「第2の貯液槽」の一例)を配設する。   Further, in place of the brine tank 4 in the hydrogen gas cooling device 1 described above, a brine tank (liquid storage tank) capable of storing brine that has passed through the evaporator 24 of each refrigeration unit 2 is provided, and hydrogen is supplied from the brine tank. It is also possible to adopt a configuration in which brine is supplied to the gas cooling heat exchanger 3 to cool the hydrogen gas. Specifically, as an example, among the components of the hydrogen gas cooling device 1 described above, the brine tank 4 is removed, the pipe 5e is directly connected to each pipe 5a, and the three-way valves Va, Vb and the pipe 5f are removed. The pipe 5c is directly connected to the pipe 5d, and as shown by a one-dot chain line in FIG. 1, the brine tank 8 (between the connection part of the pipe 5d with the pipe 5c and the part of the two-way valve Vc is provided An example of “second liquid storage tank” is provided.

このような構成を採用することにより、各冷凍ユニット2によって冷却したブラインをブラインタンク8に貯液した後にブラインタンク8から水素ガス冷却用熱交換器3に供給すると共に、水素ガス冷却用熱交換器3から回収したブラインを各冷凍ユニット2に直接供給して冷却した後に再びブラインタンク8に貯液することができる。また、ブラインタンク8から水素ガス冷却用熱交換器3にブラインを供給する構成の「水素ガス冷却装置」では、一例として、制御部7が、「熱媒液循環路内の予め規定された位置(一例として、ブラインタンク8内)」における熱媒液の温度に応じて「処理A」および「処理B」のいずれかを実行することにより、前述した水素ガス冷却装置1と同様にして、低温側冷凍回路20内の冷媒圧力が過剰に高くなる事態を招くことなく、水素ガスの冷却に適した極低温までブラインを好適に冷却することが可能となる。   By adopting such a configuration, the brine cooled by each refrigeration unit 2 is stored in the brine tank 8 and then supplied from the brine tank 8 to the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas, and the heat exchange for cooling the hydrogen gas. The brine recovered from the vessel 3 can be directly supplied to each refrigeration unit 2 and cooled, and then stored again in the brine tank 8. In the “hydrogen gas cooling device” configured to supply the brine from the brine tank 8 to the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas, as an example, the control unit 7 has a “predetermined position in the heat transfer medium circulation path”. By performing either “Processing A” or “Processing B” according to the temperature of the heat transfer fluid in “As an example, in the brine tank 8”, the temperature is lowered as in the hydrogen gas cooling device 1 described above. Without causing a situation in which the refrigerant pressure in the side refrigeration circuit 20 becomes excessively high, the brine can be suitably cooled to a cryogenic temperature suitable for cooling hydrogen gas.

また、「第2の蒸発器における入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との温度差が予め規定された第1の温度以下になるとの第1の条件が実質的に満たされたとき」との状態は、「第2の蒸発器における入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との温度差が予め規定された第1の温度以下になったとき」との状態だけでなく、「高温側冷凍回路内の予め規定された位置における冷媒温度」、「低温側冷凍回路内の予め規定された位置における冷媒温度」、「高温側冷凍回路内の予め規定された位置における冷媒圧力」、「低温側冷凍回路内の予め規定された位置における冷媒圧力」、「高温側冷凍回路内の予め規定された2つの位置における冷媒圧力の差圧」、および「低温側冷凍回路内の予め規定された2つの位置における冷媒圧力の差圧」などの各種のパラメータが、「第2の蒸発器における入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との温度差が予め規定された第1の温度以下になったとき」との「第1の条件」を満たす値となっている状態がこれに含まれる。   Further, “when the first condition that the temperature difference between the inlet-side refrigerant temperature and the outlet-side refrigerant temperature in the second evaporator is equal to or lower than the first temperature defined in advance is substantially satisfied”. The state is not only the state when “the temperature difference between the inlet side refrigerant temperature and the outlet side refrigerant temperature in the second evaporator is equal to or lower than the first temperature defined in advance”, but also “the high temperature side refrigeration circuit” “Refrigerant temperature at a predetermined position in the low temperature side refrigeration circuit”, “refrigerant temperature at a predetermined position in the low temperature side refrigeration circuit”, “refrigerant pressure at a predetermined position in the high temperature side refrigeration circuit”, “low temperature side refrigeration” "Refrigerant pressure at a predetermined position in the circuit", "differential pressure of refrigerant pressure at two predetermined positions in the high temperature side refrigeration circuit", and "two predetermined positions in the low temperature side refrigeration circuit" `` Differential pressure of refrigerant pressure '' Is a value that satisfies the “first condition” that “the temperature difference between the inlet-side refrigerant temperature and the outlet-side refrigerant temperature in the second evaporator is equal to or lower than a first temperature that is defined in advance”. This state is included in this.

同様にして、「第2の蒸発器における入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との温度差が予め規定された第2の温度以上になるとの第2の条件が実質的に満たされたとき」との状態は、「第2の蒸発器における入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との温度差が予め規定された第2の温度以上になったとき」との状態だけでなく、「高温側冷凍回路内の予め規定された位置における冷媒温度」、「低温側冷凍回路内の予め規定された位置における冷媒温度」、「高温側冷凍回路内の予め規定された位置における冷媒圧力」、「低温側冷凍回路内の予め規定された位置における冷媒圧力」、「高温側冷凍回路内の予め規定された2つの位置における冷媒圧力の差圧」、および「低温側冷凍回路内の予め規定された2つの位置における冷媒圧力の差圧」などの各種のパラメータが、「第2の蒸発器における入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との温度差が予め規定された第2の温度以上になったとき」との「第2の条件」を満たす値となっている状態がこれに含まれる。   Similarly, “when the second condition that the temperature difference between the inlet-side refrigerant temperature and the outlet-side refrigerant temperature in the second evaporator is equal to or higher than a predetermined second temperature is substantially satisfied”. Is not only the state when “the temperature difference between the inlet-side refrigerant temperature and the outlet-side refrigerant temperature in the second evaporator is equal to or higher than a predetermined second temperature”, but also “ “Refrigerant temperature at a predetermined position in the refrigeration circuit”, “refrigerant temperature at a predetermined position in the low temperature side refrigeration circuit”, “refrigerant pressure at a predetermined position in the high temperature side refrigeration circuit”, “low temperature” "Refrigerant pressure at a predetermined position in the side refrigeration circuit", "Differential pressure of refrigerant pressure at two predetermined positions in the high temperature side refrigeration circuit", and "Predetermined 2 in the low temperature side refrigeration circuit" `` Differential pressure of refrigerant pressure at two positions '' The “second condition” of “when the temperature difference between the inlet side refrigerant temperature and the outlet side refrigerant temperature in the second evaporator is equal to or higher than a predetermined second temperature” This includes a state that satisfies the value.

また、「熱媒液循環路内の予め規定された位置における熱媒液の温度が予め規定された温度以上になっているとの条件Aが実質的に満たされている」との状態は、「予め規定された位置における熱媒液の温度が予め規定された温度以上になっている」との状態(例えば、「ブラインタンク4内(予め規定された位置)のブラインの温度が−33℃(予め規定された温度)以上になっている」との状態)だけでなく、「熱媒液循環路内の予め規定された位置とは異なる位置における熱媒液の温度」、「高温側冷凍回路内の予め規定された位置における冷媒温度」、「低温側冷凍回路内の予め規定された位置における冷媒温度」、「高温側冷凍回路内の予め規定された2つの位置における冷媒温度の温度差」、「低温側冷凍回路内の予め規定された2つの位置における冷媒温度の温度差」、「高温側冷凍回路内の予め規定された位置における冷媒圧力」、「低温側冷凍回路内の予め規定された位置における冷媒圧力」、「高温側冷凍回路内の予め規定された2つの位置における冷媒圧力の差圧」、および「低温側冷凍回路内の予め規定された2つの位置における冷媒圧力の差圧」などの各種のパラメータが、「予め規定された位置における熱媒液の温度が予め規定された温度以上となる」との「条件A」を満たす値となっている状態がこれに含まれる。   In addition, the state that “condition A that the temperature of the heat transfer fluid at a predetermined position in the heat transfer fluid circulation path is equal to or higher than the predetermined temperature is substantially satisfied” A state in which “the temperature of the heat transfer liquid at a predetermined position is equal to or higher than a predetermined temperature” (for example, “the brine temperature in the brine tank 4 (predetermined position) is −33 ° C. (The temperature is “predetermined temperature) or higher”), as well as “the temperature of the heat transfer liquid at a position different from the predetermined position in the heat transfer medium circulation path”, “high temperature side freezing "Refrigerant temperature at a predetermined position in the circuit", "Refrigerant temperature at a predetermined position in the low temperature side refrigeration circuit", "Temperature difference between refrigerant temperatures at two predetermined positions in the high temperature side refrigeration circuit" "," Predefined in the low temperature side refrigeration circuit “Temperature difference between refrigerant temperatures at two positions”, “refrigerant pressure at a predetermined position in the high temperature side refrigeration circuit”, “refrigerant pressure at a predetermined position in the low temperature side refrigeration circuit”, “high temperature side refrigeration circuit” Various parameters such as “a differential pressure between refrigerant pressures at two predefined positions in the interior” and “a differential pressure between refrigerant pressures at two predefined positions within the low temperature side refrigeration circuit” This includes a state satisfying “Condition A” that the temperature of the heat transfer fluid at the position is equal to or higher than a predetermined temperature.

同様にして、「予め規定された位置における熱媒液の温度が予め規定された温度を下回っているとの条件Bが実質的に満たされている」との状態は、「予め規定された位置における熱媒液の温度が予め規定された温度を下回っている」との状態(例えば、「ブラインタンク4内(予め規定された位置)のブラインの温度が−33℃(予め規定された温度)を下回っている」との状態)だけでなく、だけでなく、「熱媒液循環路内の予め規定された位置とは異なる位置における熱媒液の温度」、「高温側冷凍回路内の予め規定された位置における冷媒温度」、「低温側冷凍回路内の予め規定された位置における冷媒温度」、「高温側冷凍回路内の予め規定された2つの位置における冷媒温度の温度差」、「低温側冷凍回路内の予め規定された2つの位置における冷媒温度の温度差」、「高温側冷凍回路内の予め規定された位置における冷媒圧力」、「低温側冷凍回路内の予め規定された位置における冷媒圧力」、「高温側冷凍回路内の予め規定された2つの位置における冷媒圧力の差圧」、および「低温側冷凍回路内の予め規定された2つの位置における冷媒圧力の差圧」などの各種のパラメータが、「予め規定された位置における熱媒液の温度が予め規定された温度を下回る温度になっている」との「条件B」を満たす値となっている状態がこれに含まれる。   Similarly, the state that “the condition B that the temperature of the heat transfer liquid at the predefined position is lower than the predefined temperature is substantially satisfied” is “the predefined position. State where the temperature of the heat transfer fluid is lower than a predetermined temperature (for example, “the temperature of the brine in the brine tank 4 (predetermined position) is −33 ° C. (predetermined temperature)) Not only in the state of “below”, but also “the temperature of the heat transfer fluid at a position different from the pre-defined position in the heat transfer fluid circulation circuit”, “the temperature in the high-temperature side refrigeration circuit in advance” “Refrigerant temperature at a prescribed position”, “refrigerant temperature at a prescribed position in the low temperature side refrigeration circuit”, “temperature difference between refrigerant temperatures at two prescribed positions in the high temperature side refrigeration circuit”, “low temperature” Predefined 2 in the side refrigeration circuit "Temperature difference in refrigerant temperature at the position of", "refrigerant pressure at a predetermined position in the high temperature side refrigeration circuit", "refrigerant pressure at a predetermined position in the low temperature side refrigeration circuit", "inside the high temperature side refrigeration circuit" Various parameters such as “the differential pressure of refrigerant pressure at two predetermined positions” and “the differential pressure of refrigerant pressure at two predetermined positions in the low temperature side refrigeration circuit” This includes a state that satisfies the value of “Condition B” that the temperature of the heat transfer fluid at the position is lower than a predetermined temperature.

また、ブラインタンク4,8等の「貯液槽」を設けずに、各冷凍ユニット2と水素ガス冷却用熱交換器3との間でブラインを循環させる構成を採用することもできる(図示せず)。さらに、ガスステーション側設備Xからの給気開始信号の出力に連動して水素ガスの冷却処理を開始し、給気終了信号の出力に連動して水素ガスの冷却処理を終了する構成を例に挙げて説明したが、このような構成に代えて、例えば、水素ガス冷却用熱交換器3から流出するブラインの温度を監視すると共に、水素ガスの充填開始に伴って水素ガス冷却用熱交換器3から流出するブラインの温度が規定温度以上になったときに水素ガスの冷却処理を開始し、水素ガスの充填終了に伴って水素ガス冷却用熱交換器3から流出するブラインの温度が規定温度を下回ったときに水素ガスの冷却処理を終了する構成を採用することができる。   Further, it is possible to adopt a configuration in which brine is circulated between each refrigeration unit 2 and the heat exchanger 3 for cooling hydrogen gas without providing a “liquid storage tank” such as the brine tanks 4 and 8 (not shown). ) Further, an example of a configuration in which the hydrogen gas cooling process is started in conjunction with the output of the air supply start signal from the gas station side equipment X and the hydrogen gas cooling process is ended in conjunction with the output of the air supply end signal. As described above, instead of such a configuration, for example, the temperature of the brine flowing out from the hydrogen gas cooling heat exchanger 3 is monitored, and the hydrogen gas cooling heat exchanger is started along with the start of charging of the hydrogen gas. When the temperature of the brine flowing out from 3 becomes equal to or higher than the specified temperature, the cooling process of the hydrogen gas is started, and the temperature of the brine flowing out from the heat exchanger 3 for cooling the hydrogen gas as the filling of the hydrogen gas ends is the specified temperature. It is possible to adopt a configuration in which the cooling process of the hydrogen gas is terminated when the temperature is lower than.

1 水素ガス冷却装置
2a〜2d 冷凍ユニット
3 水素ガス冷却用熱交換器
3a,4a,24a,24b 温度センサ
4,8 ブラインタンク
5 ブライン配管
5a〜5f 配管
6a,6b 液送ポンプ
7 制御部
10 高温側冷凍回路
11,21 圧縮機
12,22 凝縮器
13a,15a 電磁弁
13b,15b,23 電子膨張弁
14,16,24 蒸発器
20 低温側冷凍回路
30 カスケードコンデンサ
S3a,S4a,S24a,S24b センサ信号
Va,Vb 三方弁
Vc 二方弁
X ガスステーション側設備
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydrogen gas cooling device 2a-2d Refrigeration unit 3 Heat exchanger for hydrogen gas cooling 3a, 4a, 24a, 24b Temperature sensor 4, 8 Brine tank 5 Brine piping 5a-5f Piping 6a, 6b Liquid feed pump 7 Control part 10 High temperature Side refrigeration circuit 11, 21 Compressor 12, 22 Condenser 13a, 15a Solenoid valve 13b, 15b, 23 Electronic expansion valve 14, 16, 24 Evaporator 20 Low temperature side refrigeration circuit 30 Cascade capacitor S3a, S4a, S24a, S24b Sensor signal Va, Vb Three-way valve Vc Two-way valve X Gas station side equipment

Claims (3)

高温側冷凍回路における第1の蒸発器によって低温側冷凍回路の凝縮器を冷却すると共に当該低温側冷凍回路における第2の蒸発器によって熱媒液を冷却可能に構成された二元冷凍回路を有する複数の冷凍ユニットと、
前記各冷凍ユニットおよび水素ガス冷却用熱交換器の間で前記熱媒液を循環させる熱媒液循環路を構成する熱媒液配管と、
前記熱媒液配管に接続されて前記各冷凍ユニットによって冷却した前記熱媒液を前記水素ガス冷却用熱交換器に供給すると共に当該水素ガス冷却用熱交換器から当該熱媒液を回収する複数の液送ポンプと、
前記各冷凍ユニットおよび前記液送ポンプの動作を制御する制御部とを備え、
前記各液送ポンプは、前記熱媒液配管を介して互いに相違する複数の前記冷凍ユニットにそれぞれ接続されると共に当該各冷凍ユニットによって冷却された前記熱媒液を前記制御部の制御に従って前記水素ガス冷却用熱交換器に供給し、
前記制御部は、前記熱媒液流路内の予め規定された位置における前記熱媒液の温度が予め規定された温度範囲内の温度となるように前記各冷凍ユニットの冷凍能力を調整する冷凍能力調整処理を実行すると共に、いずれかの前記液送ポンプに接続されている前記各冷凍ユニットの前記第2の蒸発器における入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との温度差が予め規定された第1の温度以下になるとの第1の条件が当該各冷凍ユニットのすべてにおいて実質的に満たされたときに当該いずれかの液送ポンプを動作させ、前記水素ガス冷却用熱交換器において水素ガスを冷却せずに少なくとも1台の前記液送ポンプを動作させている状態、および2台以上の当該液送ポンプを動作させて当該水素ガス冷却用熱交換器において前記水素ガスを冷却している状態のいずれかにおいて動作中の当該各液送ポンプのいずれかに接続されている前記各冷凍ユニットの前記第2の蒸発器における入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との温度差が前記第1の温度よりも高温の予め規定された第2の温度以上になるとの第2の条件が当該各冷凍ユニットのいずれかにおいて実質的に満たされたときに当該いずれかの冷凍ユニットに接続されている当該液送ポンプを1台だけ停止させ、かつ前記液送ポンプを1台だけ動作させて前記水素ガス冷却用熱交換器において前記水素ガスを冷却している状態において動作中の当該液送ポンプに接続されている前記各冷凍ユニットのいずれかにおいて前記第2の条件が実質的に満たされたときに当該動作中の液送ポンプを停止させることなく動作させた状態を維持する水素ガス冷却装置。
A dual refrigeration circuit configured to cool the condenser of the low temperature side refrigeration circuit by the first evaporator in the high temperature side refrigeration circuit and to cool the heat transfer fluid by the second evaporator in the low temperature side refrigeration circuit; A plurality of refrigeration units;
A heat medium liquid pipe constituting a heat medium liquid circulation path for circulating the heat medium liquid between the refrigeration units and the heat exchanger for cooling hydrogen gas;
A plurality of the heat medium liquids connected to the heat medium liquid pipes and cooled by the respective refrigeration units are supplied to the hydrogen gas cooling heat exchanger and the heat medium liquids are recovered from the hydrogen gas cooling heat exchanger. Liquid feed pump,
A control unit for controlling the operation of each refrigeration unit and the liquid feed pump,
Each of the liquid feed pumps is connected to the plurality of different refrigeration units through the heat medium liquid pipe, and the heat medium liquid cooled by each of the refrigeration units is transferred to the hydrogen under the control of the control unit. Supply to heat exchanger for gas cooling,
The control unit adjusts the refrigeration capacity of each refrigeration unit so that the temperature of the heat transfer liquid at a predetermined position in the heat transfer liquid flow path is within a predetermined temperature range. While performing the capacity adjustment process, a temperature difference between the inlet side refrigerant temperature and the outlet side refrigerant temperature in the second evaporator of each refrigeration unit connected to any one of the liquid feed pumps is defined in advance. When the first condition that the temperature is equal to or lower than the first temperature is substantially satisfied in all of the refrigeration units, any one of the liquid feed pumps is operated, and hydrogen gas is cooled in the hydrogen gas cooling heat exchanger. In a state where at least one liquid feed pump is operated without cooling, and at least two liquid feed pumps are operated to cool the hydrogen gas in the hydrogen gas cooling heat exchanger. The temperature difference between the inlet-side refrigerant temperature and the outlet-side refrigerant temperature in the second evaporator of each refrigeration unit connected to one of the liquid feed pumps operating in any state is the first temperature. When the second condition that the temperature is equal to or higher than a predetermined second temperature higher than the temperature is substantially satisfied in any one of the refrigeration units, the second refrigeration unit is connected to the refrigeration unit. Only one liquid feeding pump is stopped, and only one liquid feeding pump is operated to cool the hydrogen gas in the hydrogen gas cooling heat exchanger. Hydrogen that maintains an operating state without stopping the liquid feed pump in operation when the second condition is substantially satisfied in any of the connected refrigeration units It is cooled equipment.
前記高温側冷凍回路は、前記熱媒液を冷却可能な第3の蒸発器と、前記第1の蒸発器および前記第3の蒸発器への冷媒の供給量を調整する冷媒供給量調整弁とを備え、
前記熱媒液配管は、前記熱媒液が前記第3の蒸発器および前記第2の蒸発器をこの順で通過するように前記各冷凍ユニット毎に当該両蒸発器を相互に接続し、
前記制御部は、前記予め規定された位置における前記熱媒液の温度が前記予め規定された温度範囲内の予め規定された温度以上になっているとの条件Aが実質的に満たされているときに前記第2の蒸発器による前記熱媒液の冷却を行うことなく前記第3の蒸発器によって当該熱媒液を冷却する処理Aと、前記予め規定された位置における前記熱媒液の温度が前記予め規定された温度を下回っているとの条件Bが実質的に満たされているときに前記冷媒供給量調整弁を制御して前記第1の蒸発器への冷媒の供給量を前記処理Aの実行時よりも増加させて当該第1の蒸発器によって前記凝縮器を冷却しつつ前記第2の蒸発器によって前記熱媒液を冷却する処理Bとを前記冷凍能力調整処理として実行すると共に、いずれかの前記冷凍ユニットにおいて前記処理Aを実行し、かつ当該いずれかの冷凍ユニットが接続されている前記液送ポンプに接続されている他のいずれかの前記冷凍ユニットにおいて前記処理Bを実行しているときには、当該他のいずれかの冷凍ユニットの前記第2の蒸発器における入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との温度差に基づいて当該いずれかの冷凍ユニットおよび当該他のいずれかの冷凍ユニットが接続されている当該液送ポンプを動作させるか停止させるかを決定する請求項1記載の水素ガス冷却装置。
The high temperature side refrigeration circuit includes a third evaporator capable of cooling the heat transfer fluid, a refrigerant supply amount adjusting valve for adjusting a supply amount of the refrigerant to the first evaporator and the third evaporator, With
The heating medium liquid pipe connects the evaporators for each refrigeration unit so that the heating medium liquid passes through the third evaporator and the second evaporator in this order,
The control unit substantially satisfies a condition A that the temperature of the heat transfer liquid at the predetermined position is equal to or higher than a predetermined temperature within the predetermined temperature range. Sometimes the processing A for cooling the heat transfer fluid by the third evaporator without cooling the heat transfer fluid by the second evaporator, and the temperature of the heat transfer fluid at the predetermined position When the condition B that the temperature is below the predetermined temperature is substantially satisfied, the refrigerant supply amount adjusting valve is controlled to control the supply amount of the refrigerant to the first evaporator. A process B for cooling the heat transfer fluid by the second evaporator while the condenser is cooled by the first evaporator is performed as the refrigeration capacity adjustment process. , In any of the refrigeration units When the process A is executed and the process B is executed in any one of the other refrigeration units connected to the liquid feed pump to which the refrigeration unit is connected, Any one of the refrigeration units and any other refrigeration unit are connected based on the temperature difference between the inlet side refrigerant temperature and the outlet side refrigerant temperature in the second evaporator of any one of the refrigeration units. The hydrogen gas cooling device according to claim 1, wherein it is determined whether to operate or stop the liquid feed pump.
前記水素ガス冷却用熱交換器から回収した前記熱媒液を貯液可能に構成されると共に貯液した当該熱媒液を前記各冷凍ユニットに供給可能に配設された第1の貯液槽、および前記冷凍ユニットによって冷却された前記熱媒液を貯液可能に構成されると共に貯液した当該熱媒液を前記水素ガス冷却用熱交換器に供給可能に配設された第2の貯液槽との少なくとも一方の貯液槽と、
前記少なくとも一方の貯液槽に配設されて前記熱媒液の温度を検出する温度センサとを備え、
前記制御部は、前記温度センサからのセンサ信号に基づいて特定した前記熱媒液の温度を前記予め規定された位置における前記熱媒液の温度として特定する請求項1または2記載の水素ガス冷却装置。
A first liquid storage tank configured to be able to store the heat medium liquid recovered from the hydrogen gas cooling heat exchanger and to be able to supply the stored heat medium liquid to the refrigeration units. And a second storage that is configured to store the heat medium liquid cooled by the refrigeration unit and that can store the stored heat medium liquid to the heat exchanger for cooling the hydrogen gas. At least one liquid storage tank and a liquid tank;
A temperature sensor disposed in the at least one liquid storage tank for detecting the temperature of the heat transfer fluid,
The hydrogen gas cooling according to claim 1 or 2, wherein the control unit specifies the temperature of the heat transfer fluid specified based on a sensor signal from the temperature sensor as the temperature of the heat transfer solution at the predetermined position. apparatus.
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