JP4245524B2 - 無風冷却システム - Google Patents

Description

本発明は被冷却室内に直接冷風を送り込むことなく冷却を行う無風冷却システムに関し、より詳しくはアンモニア冷媒を用いる冷却システムに関する。

冷蔵倉庫や環境試験室などの被冷却室内を冷却する場合には、被冷却室内に直接冷風を送り込むのが一般的ではあるが、被冷却室内の物品などに冷風を当てないよう被冷却室の外壁の内側に、外壁と離間する内壁を設け、外壁と内壁との間を冷却空気の循環路としてこの循環路を流れる空気の冷熱を内壁を介して被冷却室内に輻射せしめて伝達するようにする無風冷却を行う場合がある（例えば、特許文献１、２参照）。

上述した無風冷却は、被冷却室内の収容物品に冷風を当てないので、例えば冷蔵倉庫における冷凍食品のように冷風との接触による劣化が懸念される物品の冷却や、環境試験室における所要の温度条件下で風の影響を与えずに試験を行う場合に有効である。

しかしながら、無風冷却は冷却空気によって被冷却室内を直接冷却するのではないので、決して冷却効率が高いとは言えない。

ところで、近年オゾン層破壊防止等の環境問題から冷却装置の冷媒として自然冷媒を利用する要求が増大している。
上記自然冷媒としてはアンモニア冷媒が広く利用されているが、アンモニアは人体に有毒であるので、アンモニアガスが漏洩した場合であっても安全性が十分に担保できるよう冷却装置を構成する必要がある。

したがって、アンモニア冷媒を用いた冷却装置によって被冷却室を冷却する場合、アンモニア冷媒回路で冷却したブラインを被冷却室内に送り、被冷却室内ではブラインと室内空気との熱交換により被冷却室内を冷却して、アンモニアが漏洩しても被冷却室内に流れ込まないようにしている。

しかして被冷却室内にて無風冷却を行う場合にアンモニア冷媒を用いた冷却装置を適用しようとすると、アンモニア冷媒回路により冷却したブラインを被冷却室における冷却空気の循環路内の熱交換器に送り、同熱交換器で冷却され、循環路内を循環する空気により前記内壁を冷却し、この内壁からの輻射冷熱により被冷却室内を冷却することになる。

したがって、アンモニア冷媒とブラインとの間の熱交換、ブラインと空気の熱交換、内壁を介しての循環路内空気と被冷却室内空気との熱交換と３段階の熱交換を経なければならず、冷却効率が低下するという問題がある。
実開平６−５１７６９号公報（第１〜２頁、図１〜３） 特許第３５２２９７７号公報（第１〜５頁、図１〜２）

本発明は、冷却効率が高く、しかも自然冷媒であるアンモニア冷媒を安全に利用することができ、しかも被冷却室内の物品を冷風にさらすことなく冷却することができる無風冷却システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本願発明に係る無風冷却システムは、断熱層を有する外壁体の内側に、この外壁体と離間し、被冷却室内を囲むように設けた輻射伝熱面積の広い内壁体を有し、外壁体と内壁体との間に空気循環路を形成した被冷却室と、この被冷却室外に設けたアンモニア冷凍機とを備え、前記空気循環路内に、前記アンモニア冷凍機からアンモニア冷媒が供給されて、アンモニア冷媒と空気循環路内の空気との間の熱交換を直接行う蒸発器と、前記空気循環路内の空気を蒸発器に流通せしめて循環路内を循環させる送風機とを設け、また、前記空気循環路に排気口を設け、この排気口に一端を接続した排気ダクトの他端を、被冷却室外に設けたアンモニア除害装置に接続し、前記空気循環路内にアンモニアが漏洩した場合には前記排気ダクトの途中に設けた送風機を駆動せしめて空気循環路内の空気をアンモニア除害装置に導出し、アンモニアの漏洩を前記空気循環路内に留めるように構成し、さらに前記空気循環路に、被冷却室内に開口する吸気口を設け、この吸気口と前記排気口に通常は閉止されているが、空気循環路内にアンモニアが漏洩すると開成されるダンパを設けてなる構成のものとしてある。

また前記吸気口を、前記蒸発器から最も離れた位置に設けた構成のものとしてある。

本発明によれば、空気循環路内の空気とアンモニア冷媒との間の熱交換を直接行うことができて冷却効率の向上およびこの冷却効率の向上による省エネルギ化を期すことができる。

また、自然冷媒であるアンモニア冷媒が冷媒回路から漏洩しても、有毒ガスたるアンモニアガスの漏洩範囲を空気循環路内に留めることができ、しかも漏洩アンモニアガスは排気ダクトから外部の除害装置に導出されるので、安全に使用することができ、また漏洩した場合の修復等の事後処理も容易かつ安全に行うことができる。

以下、本発明に係るシステムの実施例を添付図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。
冷蔵倉庫等の被冷却室１は、断熱層２ａを有する外壁体２と、この外壁体と離間する内壁体３を備え、これら外壁体と内壁体との間に空気循環路４が形成されている。

上記空気循環路内には、後述する蒸発器５と送風機６を設けてあり、送風機６の駆動によって空気循環路４内に空気が循環するように構成してある。

そして上記蒸発器の上流側における外壁体２には空気循環路の排気口７を設けてあるとともに、空気循環路における排気口から最も遠い位置に、被冷却室１内に開口する吸気口８を設けてある。

前記蒸発器５には、被冷却室１の外部に設けたアンモニア冷凍機９からアンモニア冷媒が供給されるようになっており、具体的には圧縮機１０、凝縮器１１を経たアンモニア冷媒が冷媒往管１２、膨張弁１３を経て蒸発器５に送られ、蒸発器からの冷媒が冷媒復管１４にて前記圧縮機１０に戻されるようになっている。

しかして、前記排気口７に一端を接続した排気ダクト１４の他端を、被冷却室１の外部に設けたアンモニア除害装置１５に接続してあって、上記排気ダクトの途中に送風機１６を設けてある。

また、前記排気口７と吸気口８には開閉ダンパ１７、１８をそれぞれ設けてあり、これら開閉ダンパ１７、１８、前記送風機１６は信号線により制御回路１９に接続されている。

さらに、前記空気循環路内における蒸発器５の下流側には、アンモニアセンサ２０を設けてあり、同センサは信号線により前記制御回路１９に接続されている。

なお、前記アンモニア除害装置１５は、アンモニアを含む空気を水あるいは薬剤の水溶液と気液接触させてアンモニアを除去する構成のものとしてあるが、その具体的な構成については公知のものが各種あるので、詳細な説明は省略する。

上述のように構成した本発明のシステムにおいては、通常運転時には前記制御回路１９からの指令により開閉ダンパ１７、１８が閉止され、かつ前記排気ダクト１４の送風機１６が停止されていて、アンモニア冷凍機９の駆動により膨張弁１３を経て蒸発器５に送られたアンモニア冷媒がこの蒸発器で気化し、この気化冷熱によって空気循環路内の空気を冷却する。

冷却された空気は送風機６の駆動により空気循環路４内を循環し、この循環路内の冷却空気の冷熱は内壁体３を介して被冷却室内の空気に伝達され、被冷却室内が所要の温度に冷却される。

そして前記蒸発器５からアンモニアが漏洩して前記アンモニアセンサ２０から制御回路１９にアンモニア漏洩信号が発せられると、制御回路は信号線を介して冷凍機９の停止、前記開閉ダンパ１７、１８の開成、送風機１６の駆動および除害装置１５の駆動を行う制御指令を発する。なお、上記冷凍機９の停止においては冷媒回路内のアンモニア冷媒を凝縮器１１内に冷媒を回収させた後、圧縮機１０を停止させる。

したがって、アンモニアが漏洩すると、被冷却室１内の空気が吸気口８から循環路４内に吸入され、循環路内の空気は排気口７から排気ダクト１４を経てアンモニア除害装置１５に送られる。

アンモニア除害装置１５に送られた漏洩アンモニアガスを含む空気は、同装置内にて気液接触によりそのアンモニア含有濃度が安全な値まで十分に低下され、大気に放出される。

本発明に係るシステムの実施例を示す構成図。

符号の説明

１ 被冷却室
２ 外壁体
３ 内壁体
４ 空気循環路
５ 蒸発器
６ 送風機
７ 排気口
８ 吸気口
９ アンモニア冷凍機
１０ 圧縮機
１１ 凝縮器
１２ 冷媒往管
１３ 膨張弁
１４ 排気ダクト
１５ アンモニア除害装置
１６ 送風機
１７、１８ 開閉ダンパ
１９ 制御回路
２０ アンモニアセンサ

Claims (2)

1. 断熱層を有する外壁体の内側に、この外壁体と離間し、被冷却室内を囲むように設けた輻射伝熱面積の広い内壁体を有し、外壁体と内壁体との間に空気循環路を形成した被冷却室と、この被冷却室外に設けたアンモニア冷凍機とを備え、前記空気循環路内に、前記アンモニア冷凍機からアンモニア冷媒が供給されて、アンモニア冷媒と空気循環路内の空気との間の熱交換を直接行う蒸発器と、前記空気循環路内の空気を蒸発器に流通せしめて循環路内を循環させる送風機とを設け、また、前記空気循環路に排気口を設け、この排気口に一端を接続した排気ダクトの他端を、被冷却室外に設けたアンモニア除害装置に接続し、前記空気循環路内にアンモニアが漏洩した場合には前記排気ダクトの途中に設けた送風機を駆動せしめて空気循環路内の空気をアンモニア除害装置に導出し、アンモニアの漏洩を前記空気循環路内に留めるように構成し、さらに前記空気循環路に、被冷却室内に開口する吸気口を設け、この吸気口と前記排気口に通常は閉止されているが、空気循環路内にアンモニアが漏洩すると開成されるダンパを設けてなる無風冷却システム。
2. 前記吸気口を、前記蒸発器から最も離れた位置に設けてなる請求項１に記載の無風冷却システム。

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