JP5704907B2 - 冷却システム - Google Patents
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Description
(冷却システムの全体構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係る冷却システムの全体構成図である。
図1で示されるように、室外ユニット1は、少なくとも、圧縮機2、凝縮器3、室外送風装置4、液溜め装置5及びアキュームレーター6によって構成されている。また、冷凍室又は冷蔵室等の冷却室21内に設置された室内ユニット7は、少なくとも、膨張装置8、冷却器9及び室内送風装置10によって構成されている。これらの装置は、圧縮機2、凝縮器3、液溜め装置5、膨張装置8、冷却器9、アキュームレーター6、そして、再び圧縮機2の順で環状に冷媒配管によって接続されて、冷凍サイクルを構成している。
次に、図1を参照しながら、冷凍サイクルの動作について説明する。
圧縮機2は、吸入したガス冷媒を圧縮し、高温高圧となったガス冷媒を吐出する。この吐出されたガス冷媒は、凝縮器3に流入する。凝縮器3に流入したガス冷媒は、室外送風装置4の回転動作によって外気と熱交換が実施されて凝縮し、凝縮器3から流出する。この流出した冷媒は、液溜め装置5に流入して飽和冷媒として溜められる。そして、この液溜め装置5から流出した冷媒は、冷媒配管を経由して、冷却室21内に入り、室内ユニット7の膨張装置8によって減圧され、気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒は、冷却器9に流入し、室内送風装置10の回転動作によって室内空気と熱交換が実施されて蒸発しガス冷媒(一部液冷媒として含む場合もある)となって、冷却器9から流出する。このとき、冷却器9によって冷却された室内空気は、室内ユニット7の吹き出し口(図示せず)から冷却室21内に向けて放出される。そして、冷却器9から流出したガス冷媒は、冷媒配管を経由して、冷却室21外に流出し、室外ユニット1内のアキュームレーター6に流入する。このアキュームレーター6において、ガス冷媒に含有されている液体部分が分離され、ガス冷媒のみがアキュームレーター6から流出し、圧縮機2に吸入される。以後、上記の動作が繰り返される。
冷却室21内においては、食品等の加工及び保管等のために一定の温度及び湿度に維持する必要があり、冷却室21内に室内ユニット7を設置し、前述の冷凍サイクルの動作を実施しているが、この食品等の腐食性物質発生物12等から発生する腐食性物質により金属が腐食する場合がある。ここで、この腐食性物質による金属腐食の概要を説明する。
次に、図1で示される冷凍サイクルの冷却器9への霜付による影響について説明する。
室内ユニット7は、冷却室21内の室内空気を吸い込み、その室内空気を冷却器9において冷媒と熱交換することによって冷却し、その冷却された空気を冷却室21内へ吹き出して室内温度を低下させて低温環境を維持している。例えば、室内ユニット7は、室内空気温度が10℃の場合は、それよりも数度低い温度、例えば、8℃の空気を冷却室21内に吹き出している。このとき、室内ユニット7が8℃の空気を吹き出すためには、冷却器9内の冷媒の温度(蒸発温度)がそれよりもさらに低くなくてはならない。蒸発温度は、冷却器9の能力及び室内送風装置10の送風量等によって決定されるが、一般的に、吸い込み空気温度に対して15℃程度低くなる。この場合、例えば、吸込空気温度が10℃の場合は、冷却器9における冷媒の蒸発温度が−5℃となって0℃以下となり、冷却器9表面において結露した水分が、氷結して霜となる。この氷結した霜の分だけ、冷却器9の性能が悪化して蒸発温度は低下し、さらに、霜が成長していくことになる。その結果、冷却器9において過度に霜が発生した状態では、冷却能力が低下したり、あるいは、液バックを発生する要因となるため、ある程度の霜が発生した段階でこの霜を溶かすデフロスト動作が必要になる。
圧縮機2を停止することによって、冷媒の流れを止めて、冷却器9における冷却能力をなくすと共に、室内空気を室内送風装置10によって冷却器9へ送り、冷却器9の温度を上昇させて霜を溶かす。
(2)ホットガス方式
圧縮機2の吐出ガス(ホットガス)を冷却器9に流すことによって、冷却器9の温度を上昇させて霜を溶かす。
(3)ヒーター方式
ヒーター(図示せず)を備え、このヒーターに通電することによって冷却器9の温度を上昇させて霜を溶かす。
以下、この腐食性物質分解装置11の構成及び動作について、腐食性物質の種類ごとに対応したものを図2〜図4を参照しながら説明する。
図2で示される腐食性物質分解装置11は、腐食性物質としての次亜塩素酸等の水滴又はミスト(以下、「腐食性ミスト」という)のうち腐食性成分を除去するものである。この腐食性物質分解装置11は、少なくとも、吸水性フィルター11a、水供給部11b、貯水部11c、循環機構11d、給水管11e、排水管11f、高圧電極11g、高圧電源11h及び分解装置用ファン11iによって構成されている。
なお、図2で示されるように、吸水性フィルター11aは、直方体形状、かつ、板形状で構成されているが、これに限定されるものではなく、板形状であり、貯水部11cに設置可能であり、かつ、水供給部11bによって上部から水が供給可能なように形成されているものとすればよい。
なお、高圧電極11gは、ガス透過性のものであるとしたが、必ずしもその必要はなく、ガス透過性のものではなくともよい。この場合、後述する分解装置用ファン11iによって吸引される腐食性ミストは、吸水性フィルター11aと高圧電極11gとの隙間から進入し、吸水性フィルター11aの平面から吸着されることになる。
図3で示される腐食性物質分解装置11は、腐食性ガスとしての有機酸系ガス等を除去するものである。この腐食性物質分解装置11は、少なくとも、高圧電極11g、高圧電源11h、分解装置用ファン11i及び導電性触媒担持吸着剤11jによって構成されている。
なお、図3で示されるように、導電性触媒担持吸着剤11jは、直方体形状、かつ、板形状で構成されているが、これに限定されるものではなく、ガス透過性を損なわない程度の板形状となっていればよい。
なお、高圧電極11gは、ガス透過性のものであるとしたが、必ずしもその必要はなく、ガス透過性のものではなくともよい。この場合、後述する分解装置用ファン11iによって吸引される腐食性ガスは、導電性触媒担持吸着剤11jと高圧電極11gとの隙間から進入し、導電性触媒担持吸着剤11jの平面から吸着されることになる。
図4で示される腐食性物質分解装置11は、腐食性ガスとしての硫黄系ガス等を除去するものである。この腐食性物質分解装置11は、少なくとも、水供給部11b、貯水部11c、循環機構11d、給水管11e、排水管11f、高圧電極11g、高圧電源11h、分解装置用ファン11i及び導電性触媒担持吸着剤11jによって構成されている。
なお、図4で示されるように、導電性触媒担持吸着剤11jは、直方体形状、かつ、板形状で構成されているが、これに限定されるものではなく、ガス透過性を損なわない程度の板形状となっていればよい。
なお、高圧電極11gは、ガス透過性のものであるとしたが、必ずしもその必要はなく、ガス透過性のものではなくともよい。この場合、後述する分解装置用ファン11iによって吸引される腐食性ガスは、導電性触媒担持吸着剤11jと高圧電極11gとの隙間から進入し、導電性触媒担持吸着剤11jの平面から吸着されることになる。
次に、図1を参照しながら、本実施の形態に係る冷却システムの動作を説明すると共に、その冷却システムにおける腐食性物質分解装置11による腐食性物質の除去動作について説明する。
以上の構成の冷却システムによって、冷却室21内の腐食性物質が除去され、清浄化された空間を形成することができ、室内ユニット7内の金属部品、特に、冷却器9の金属腐食を抑制することができる。
本実施の形態に係る冷却システムについて、実施の形態1に係る冷却システムの構成及び動作と相違する点を中心に説明する。
図5は、本発明の実施の形態2に係る冷却システムの全体構成図である。
図5で示される本実施の形態に係る冷却システムにおいては、室内ユニット7の吸い込み口(図示せず)近傍に、腐食性物質検出装置13が設置されている。この腐食性物質検出装置13は、例えば、硫黄系ガス又は有機酸系ガス等の腐食性ガスの濃度(ppm)を測定するものとすればよい。また、腐食性物質検出装置13は、コントローラー16に接続されており、検出した腐食性物質の濃度情報をコントローラー16に送信する。その他の構成は、図1で示される実施の形態1に係る冷却システムと同様である。
次に、図5を参照しながら、本実施の形態に係る冷却システムの動作について説明する。
以上の構成及び動作のように、金属腐食にほとんど影響がない腐食性ガスの濃度又は暴露時間においては、腐食性物質分解装置11による除去動作を実施させないことによって、省エネ運転が可能となり、冷却システムの高効率な運転が可能となる。
本実施の形態に係る冷却システムについて、実施の形態1に係る冷却システムの構成及び動作と相違する点を中心に説明する。
図6は、本発明の実施の形態3に係る冷却システムの全体構成図である。
図6で示される本実施の形態に係る冷却システムにおいては、室内ユニット7の吸い込み口(図示せず)近傍に、温湿度検出装置14が設置されている。この温湿度検出装置14は、室内ユニット7への吸い込み空気の温度及び湿度を検出する。また、温湿度検出装置14は、コントローラー16に接続されており、検出した吸い込み空気の温度情報及び湿度情報をコントローラー16に送信する。その他の構成は、図1で示される実施の形態1に係る冷却システムと同様である。
次に、図6を参照しながら、本実施の形態に係る冷却システムの動作について説明する。
以上の構成及び動作のように、冷却器9において結露が発生していない場合においては、金属腐食にほとんど影響がないものと判定し、腐食性物質分解装置11による除去動作を実施させないことによって、省エネ運転が可能となり、冷却システムの高効率な運転が可能となる。
本実施の形態に係る冷却システムについて、実施の形態1に係る冷却システムの構成及び動作と相違する点を中心に説明する。
図7で示される本実施の形態に係る冷却システムにおいては、室内ユニット7の吹き出し口(図示せず)近傍に、湿度検出装置15が設置されている。この湿度検出装置15は、室内ユニット7の吹き出し空気の湿度を検出する。また、湿度検出装置15は、コントローラー16に接続されており、検出した吹き出し空気の湿度情報をコントローラー16に送信する。その他の構成は、図1で示される実施の形態1に係る冷却システムと同様である。
次に、図7を参照しながら、本実施の形態に係る冷却システムの動作について説明する。
以上の構成及び動作のように、冷却器9において結露が発生していない場合においては、金属腐食にほとんど影響がないものと判定し、腐食性物質分解装置11による除去動作を実施させないことによって、省エネ運転が可能となり、冷却システムの高効率な運転が可能となる。
Claims (10)
- 圧縮機、凝縮器、膨張装置及び冷却器を順に冷媒配管によって接続して構成された冷凍サイクルを有する冷却装置と、
冷却室内に存在し、所定の金属を腐食させる腐食性物質を除去する腐食性物質分解装置と、
前記冷却装置及び前記腐食性物質分解装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記冷却装置は、前記冷却室内に設置され、前記冷却器を内蔵し、前記冷却室内の空気を冷却する室内ユニットを有し、
前記制御装置は、
前記冷却器に発生した霜を融解させるためのデフロスト動作を実施しない期間は、前記腐食性物質分解装置に対して、前記腐食性物質の除去能力が低い弱レベル運転を実施させ、
前記デフロスト動作時に、前記腐食性物質分解装置に対して、前記腐食性物質の除去能力が高い強レベル運転を実施させる
ことを特徴とする冷却システム。 - 前記室内ユニット内部において、前記冷却器の近傍に設置され、前記冷却器を加熱するヒーターを備え、
前記制御装置は、前記デフロスト動作を実施する場合、前記ヒーターに前記冷却器を加熱させる
ことを特徴とする請求項1記載の冷却システム。 - 前記室内ユニットの吸い込み口から吸い込まれる空気に含まれる前記腐食性物質の量を検出する腐食性物質検出装置を備え、
前記制御装置は、前記腐食性物質検出装置によって検出された前記腐食性物質の量に基づいて、前記腐食性物質分解装置による前記腐食性物質の除去動作を制御する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の冷却システム。 - 前記制御装置は、前記腐食性物質検出装置によって検出された前記腐食性物質の量、及び、前記腐食性物質の前記冷却室内における暴露時間に基づいて、前記腐食性物質分解装置による前記腐食性物質の除去動作を制御する
ことを特徴とする請求項3記載の冷却システム。 - 前記室内ユニットの吸い込み口から吸い込まれる空気の温度及び湿度を検出する温湿度検出装置を備え、
前記制御装置は、前記温湿度検出装置によって検出された温度及び湿度、並びに、前記冷却器の冷却能力に基づいて、前記冷却器に結露が発生しているか否かを判定し、該判定結果に基づいて、前記腐食性物質分解装置による気体状態の前記腐食性物質である腐食性ガスの除去動作を制御する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の冷却システム。 - 前記室内ユニットの吹き出し口から吹き出される空気の湿度を検出する湿度検出装置を備え、
前記制御装置は、前記湿度検出装置によって検出された湿度に基づいて、前記冷却器に結露が発生しているか否かを判定し、該判定結果に基づいて、前記腐食性物質分解装置による気体状態の前記腐食性物質である腐食性ガスの除去動作を制御する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の冷却システム。 - 前記腐食性物質分解装置は、前記腐食性物質を含んだ水滴又はミストである腐食性ミストを吸着する吸水性フィルターと、該吸水性フィルターの上部からその内部に水を供給する水供給部と、前記吸水性フィルターの吸着面に対向配置された電極と、前記吸着面に前記冷却室内の空気を送り込む分解装置用ファンと、を備え、
前記制御装置は、前記電極に電圧を印加して、前記電極と、接地された前記吸水性フィルターとの間に電位差を発生させることによって、前記電極と前記吸水性フィルターとの間に存在する前記腐食性ミストを帯電させて前記吸着面側に吸引させ、前記吸水性フィルターに吸着させ、
前記吸水性フィルターは、吸着した前記腐食性物質が前記水供給部から供給される水により前記吸水性フィルター外に排出されることによって、再生する
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の冷却システム。 - 前記腐食性物質分解装置は、気体状態の前記腐食性物質である腐食性ガスを吸着する導電性触媒担持吸着剤と、該導電性触媒担持吸着剤の吸着面に対向配置された電極と、前記吸着面に前記冷却室内の空気を送り込む分解装置用ファンと、を備え、
前記制御装置は、前記電極に電圧を印加して、前記電極と、接地された前記導電性触媒担持吸着剤との間に電位差を発生させることによって、前記導電性触媒担持吸着剤に吸着された前記腐食性物質を酸化分解させ、
前記導電性触媒担持吸着剤は、吸着した前記腐食性物質が酸化分解されることによって、再生する
ことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の冷却システム。 - 前記腐食性物質分解装置は、気体状態の前記腐食性物質である腐食性ガスを吸着する導電性触媒担持吸着剤と、該導電性触媒担持吸着剤の吸着面に対向配置された電極と、前記吸着面に前記冷却室内の空気を送り込む分解装置用ファンと、前記導電性触媒担持吸着剤に水を供給する水供給部と、を備え、
前記制御装置は、前記電極に電圧を印加して、前記電極と、接地された前記導電性触媒担持吸着剤との間に電位差を発生させることによって、前記導電性触媒担持吸着剤に吸着された前記腐食性物質を酸化分解し、
前記導電性触媒担持吸着剤は、吸着した前記腐食性物質のうち酸化分解されなかったものを、前記水供給部から供給される水により前記導電性触媒担持吸着剤外に排出されることによって、再生する
ことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の冷却システム。 - 前記腐食性物質分解装置は、前記腐食性物質の発生源近傍に設置された
ことを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の冷却システム。
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