JP6615236B2 - 冷凍システム - Google Patents

Description

本発明は、冷凍システムに関するものである。

従来より、圧縮機と室外熱交換器と室内熱交換器とが接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路を備え、室内熱交換器の冷媒の蒸気温度または凝縮温度を目標値となるように圧縮機の容量が制限される空気調和機がある。特許文献１には、このような空気調和機において、室内の設定温度に基づいて定めた蒸発温度または凝縮温度の目標値を手動入力で設定可能にしたものが記載されている。

特開２００８−１９０７５９号公報

ところで、冷凍装置が設置される冷凍倉庫、冷蔵倉庫等の冷却空間の内壁面にはコンクリートが用いられている。コンクリートは温度や湿度の変化によって体積変化が生じる。従って、冷却空間が急激に冷却されると、冷却空間に存在する湿気、またはコンクリートの内壁面の内部に存在する水分が急激に膨張し、内壁面にひび割れが生じる可能性がある。そこで、冷却空間内の温度が目標庫内温度よりも高く、目標庫内温度に近づけなければならない場合は、内壁面のひび割れを防止するため、冷凍装置の蒸発温度を複数回にわたって設定し、数時間かけて目標庫内温度を作り上げることが行われている。

特許文献１に記載のタイプの空気調和機を冷凍倉庫、冷蔵倉庫等に導入する際、冷却空間内の温度が目標庫内温度よりも高く、目標庫内温度に近づける必要がある場合は、作業者は蒸発温度を複数回にわたって手動で入力し直さなければならない。しかしながら、蒸発温度を手動で複数回にわたって設定するという作業は効率が悪い。また手動で蒸発温度を設定することから、最適な蒸発温度設定が出来ていない場合にはエネルギーロスが生じてしまう可能性がある。

本発明は、以上のような課題を解決するためのものであり、冷凍装置の冷却運転における作業の効率化とエネルギーロスの改善を目的としている。

本発明に係る冷凍システムは、圧縮機と凝縮器とを有する熱源機と、蒸発器と該蒸発器に空気を供給するファンとを有し、冷却空間に配置される利用ユニットと、前記熱源機の駆動と前記利用ユニットの駆動とを制御する制御ユニットとを備え、前記圧縮機および前記凝縮器が前記蒸発器に接続されて冷凍サイクル回路を構成している冷凍システムであって、前記制御ユニットは、前記冷却空間の冷却時において、前記冷却空間の温度を検知する第１の温度センサの検知結果、前記蒸発器の蒸発温度を検知する第２の温度センサの検知結果、及び前記冷却空間の相対湿度を検知する湿度センサの検知結果に基づいて、前記冷却空間の温度が凝固点以下となる前に前記冷却空間の絶対湿度を下げる除湿制御を自動的に行い、前記冷却空間の内壁面のひび割れを防止するものであり、前記湿度センサにより検知された前記冷却空間の相対湿度と前記第１の温度センサにより検知された前記冷却空間の温度とに基づいて前記冷却空間の絶対湿度を算出し、前記冷却空間の絶対湿度と凝固点における露点湿度の差分が解消されるよう、前記蒸発器の蒸発温度及び前記ファンの風量を設定するものである。

本発明に係る冷凍システムによれば、冷却空間を冷却する際、冷却空間の温度が凝固点以下となる前に除湿制御が自動的に行われる。従って、冷却空間を構成する壁面のひび割れ防止のための作業の効率化が図られる。

本発明の実施の形態１に係る冷凍システムの構成図である。 本発明の実施の形態１に係る冷凍システムの制御手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る冷凍システムの制御手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２及び実施の形態３に係る冷凍システムの制御手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係る冷凍システムの構成図である。 本発明の実施の形態３に係る冷凍システムの制御手順を示すフローチャートである。

以下に、本発明に係る冷凍システムの実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍システムの構成図である。
冷凍システム１が導入される冷凍倉庫２には冷凍保存の対象となる物品（図示せず）が収納されている。冷凍システム１は、熱源機１０と、制御部２０と、ユニットクーラ３０とを備えている。熱源機１０は、圧縮機１１と、凝縮器１２と、凝縮器１２に送風する凝縮器ファン１３とを備えている。凝縮器１２には凝縮温度を検知する凝縮温度センサ１４が設けられている。圧縮機１１は、一定速圧縮機でもよく、インバータ装置を備えインバータ制御される圧縮機でもよい。制御部２０は冷凍システム１の各部を制御するものであり、例えばマイクロコンピュータまたはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などで構成される。ユニットクーラ３０は、絞り装置３１と、蒸発器３２と、蒸発器３２に空気を送る蒸発器ファン３３とを備えている。蒸発器３２には蒸発温度を検知する蒸発温度センサ３４が設けられている。冷凍倉庫２には、冷凍倉庫２の内部の温度（以下、庫内温度）を検知する庫内温度センサ４０と、冷凍倉庫２の内部の相対湿度（以下、庫内相対湿度）を検知する庫内湿度センサ４１が設置されている。

制御部２０は通信送受信機（図示せず）を備えており、通信送受信機を介して熱源機１０の凝縮器ファン１３と、凝縮温度センサ１４と、ユニットクーラ３０の蒸発器ファン３３と、蒸発温度センサ３４と、冷凍倉庫２の庫内温度センサ４０と、庫内湿度センサ４１との間で通信可能となっている。制御部２０は、凝縮温度センサ１４、蒸発温度センサ３４、庫内温度センサ４０、庫内湿度センサ４１の検知結果に基づいて、凝縮器ファン１３の風量、蒸発器ファン３３の風量、蒸発温度の制御を行う。

熱源機１０の圧縮機１１と凝縮器１２、ユニットクーラ３０の絞り装置３１と蒸発器３２は、以下の冷凍サイクルを構成している。圧縮機１１によって圧縮され吐出されたガス冷媒は凝縮器１２へ流入する。凝縮器１２へ流入したガス冷媒は、凝縮器ファン１３から送られる空気と熱交換し、凝縮されて凝縮器１２から流出する。凝縮器１２から流出した冷媒は絞り装置３１に流入し、絞り装置３１において膨張され減圧される。凝縮器１２において減圧された気液二相冷媒は蒸発器３２に流入する。蒸発器３２に流入した気液二相冷媒は、蒸発器ファン３３から供給される空気と熱交換を実施し蒸発し、蒸発器３２から流出する。蒸発器３２から流出した冷媒は、圧縮機１１に吸引される。

図２は、本発明の実施の形態１に係る冷凍システムの制御手順を示すフローチャートである。すなわち、図２には冷凍システム１の制御部２０で実行される処理手順が示されている。図２の制御手順は、冷凍システム１を冷凍倉庫２に導入する際に行われる試運転の制御手順である。なお、本明細書において試運転とは、冷凍システム１を冷凍倉庫２に新たに導入する際、まだ冷却されていない冷凍倉庫２の内部を目標の庫内温度まで冷却するために行われる運転を意味する。

ステップＳ１０において、庫内湿度センサ４１により検知された庫内相対湿度と庫内温度センサ４０により検知された庫内温度とに基づいて、冷凍倉庫２内の現在の温度における絶対湿度（以下、庫内絶対湿度）が算出される。次いでステップＳ１１において、算出された庫内絶対湿度と０℃の時の露点湿度、すなわち凝固点の露点湿度が比較される。なお、０℃の露点湿度は制御部２０のＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶媒体に記録されている。庫内絶対湿度が０℃の露点湿度より大きい場合、ステップＳ１２へ進み、庫内絶対湿度が０℃の露点湿度以下の場合、ステップＳ２１へ進む。

ステップＳ１２では、庫内絶対湿度と０℃の露点湿度との差分に基づいて、庫内絶対湿度が下がるよう、ユニットクーラ３０の蒸発器３２の蒸発温度および蒸発器ファン３３の風量が設定される。設定された蒸発温度、風量により蒸発器３２及び蒸発器ファン３３は駆動され、冷凍倉庫２の庫内絶対湿度及び庫内温度が下げられる。

次いでステップＳ１３へ進み、現在の庫内相対湿度が庫内湿度センサ４１により検知され、現在の庫内温度が庫内温度センサ４０により検知され、現在の庫内絶対湿度がステップＳ１０と同様に算出される。そして、ステップＳ１４において、算出された庫内絶対湿度と庫内温度に基づいて、現在の庫内絶対湿度が０℃の露点湿度より高く、かつ庫内温度と０℃の差分が所定の閾値より小さいかチェックされる。換言すると、庫内絶対湿度が０℃の露点湿度まで下がる前に庫内温度が０℃付近まで下がっているかチェックされる。庫内絶対湿度が０℃の露点湿度まで下がる前に庫内温度が０℃付近まで下がっていることが確認されたら、ステップＳ１５へ進む。

庫内絶対湿度が０℃の露点湿度まで下がる前に庫内温度が０℃付近になっている場合、そのまま庫内温度を下げていくと、湿気が除去できていないため水分が氷となり膨張して冷凍倉庫２の壁面のひび割れを起こしてしまう可能性がある。そこで、ステップＳ１５では、蒸発器３２の蒸発温度を上げて庫内温度が０℃付近に近づかないようにするとともに、蒸発器ファン３３の風量を上げて湿気の除去効率を上げる。ステップＳ１５の処理が終了したら、ステップＳ１３に戻り、現時点の庫内温度が検知されるとともに現時点の庫内絶対湿度が算出され、ステップＳ１４において、庫内絶対湿度が０℃の露点湿度まで下がる前に庫内温度が０℃付近まで下がっていないかチェックされる。

このように、ステップＳ１３〜Ｓ１５の処理を繰り返すことにより、庫内絶対湿度と庫内温度をフィードバックしながら庫内絶対湿度の下降の傾きと庫内温度の下降の傾きを常に監視しつつ、庫内絶対湿度が０℃の露点湿度となるよう下げられる。

ステップＳ１４で、庫内絶対湿度が０℃の露点湿度まで下がるとともに庫内温度が０℃付近まで下がったことが確認されたら、ステップＳ１６へ進む。ステップＳ１６では、庫内絶対湿度の降下の傾きが所定の閾値より小さくなったかチェックされる。庫内絶対湿度の降下の傾きが所定の閾値より小さい場合、霜がユニットクーラ３０に付着して霜取り機能が低下し、その結果、除湿能力が低下している可能性がある。そこで、絶対湿度の降下の傾きが所定の閾値より小さくなっていることが確認されたら、ステップＳ１７へ進み、ユニットクーラ３０による冷却が停止され、デフロスト（除霜）が開始される。デフロストは、ユニットクーラ３０から出る冷気によりユニットクーラ３０側に引き付けられた霜に対して、ユニットクーラ３０に設けられた専用の除湿装置（図示せず）により実行され、オフサイクル方式、ヒータ方式、ホットガス方式のいずれでもよい。

次いでステップＳ１８において、デフロスト開始後の庫内相対湿度と庫内温度がそれぞれ庫内湿度センサ４１、庫内温度センサ４０により検知され、庫内絶対湿度が算出される。そして、ステップＳ１９において、庫内絶対湿度の降下の傾きが所定の閾値以上に大きくなったかチェックされる。庫内絶対湿度の降下の傾きが所定の閾値以上に大きくなっていない場合とは、依然としてユニットクーラ３０の除湿能力が低い状態が続いていると判断される。従って、庫内絶対湿度の降下の傾きが所定の閾値以上に大きくなっていないことが確認されたらデフロストは継続され、ステップＳ１８へ戻る。ステップＳ１９で、庫内絶対湿度の降下の傾きが所定の閾値以上に大きくなっていることが確認されたら、ステップＳ２０へ進む。庫内絶対湿度の降下の傾きが所定の閾値以上になったということは、ユニットクーラ３０に付着していた霜がデフロストにより除去され、ユニットクーラ３０の除湿能力が回復したと判断される。従って、ステップＳ２０においてデフロストは終了される。デフロストが終了したらステップＳ１１へ戻り、上述の処理が繰り返される。

ステップＳ１６において、庫内絶対湿度の降下の傾きが所定の閾値以上であることが確認される場合とは、ユニットクーラ３０が除湿能力を発揮していると判断される。従って、この場合は、デフロストは行わずステップＳ１１へ戻り、上述の処理が繰り返される。なお、ステップＳ１４において庫内温度と０℃との差分のチェックに用いられる所定の閾値、並びにステップＳ１６およびステップＳ１９において庫内絶対湿度の降下の傾きのチェックに用いられる所定の閾値は、ユーザーにより設定されてもよい。これにより、状況に応じてデフロストの開始および終了を設定することが可能となる。

一方、ステップＳ１１で庫内絶対湿度が０℃の露点湿度以下であると確認され、ステップＳ２１へ進んだ場合、庫内絶対湿度が０℃時の露点湿度以下であるかチェックされる。庫内絶対湿度が０℃時の露点湿度以下である場合とは、冷凍倉庫２の冷却空間が十分に除湿され、庫内温度が０℃の近傍まで下がっても空気に含まれる水分が氷となり膨張して冷凍倉庫２の壁面のひび割れを起こしてしまうことはないと判断される。従って、この場合はステップＳ２２へ進み、庫内温度を０℃付近で維持したまま、ユニットクーラ３０の運転が継続される。庫内温度０℃付近での冷却運転を継続することで、冷凍倉庫２内の冷却空間の湿気が十分に除去され、庫内のコンクリート壁面のひび割れ防止対策が強化される。なお、庫内温度０℃付近での冷却運転を継続すべき時間は、冷却空間の広さによって異なる。従って、本実施の形態では、庫内温度０℃付近での冷却運転の時間を、冷凍倉庫２内の冷却空間の広さに応じて制御部２０により適宜設定できるようになっている。

ステップＳ２１において、庫内絶対湿度が０℃の露点湿度より高いことが確認されたら、冷凍倉庫２内の冷却空間の除湿が十分ではないと判断される。従って、この場合はステップＳ１１へ戻り、上述の処理が繰り返される。

以上のように、本実施の形態によれば、庫内絶対湿度および庫内温度をフィードバックしながら、蒸発温度、蒸発器ファン３３の風量が自動的に設定されるとともに、冷凍倉庫２の庫内絶対湿度が０℃の露点湿度まで下がる前に庫内温度が０℃付近まで下がっていたら、庫内温度の低下を抑えつつ、除湿制御が実行される。従って、冷凍システム１を冷凍倉庫２に導入する際、庫内壁面のひび割れを防止するための設備工事者の負担が軽減され、作業の効率化が図られる。

実施の形態２．
図３及び図４は、本発明の実施の形態２に係る冷凍システムの制御手順を示すフローチャートである。ステップＳ３０〜Ｓ３３の処理は、実施の形態１で説明した図２のフローチャートのステップＳ１０〜Ｓ１３の処理と同様の処理である。庫内相対湿度と庫内温度とに基づいて冷凍倉庫２内の現在の庫内絶対湿度が算出され（ステップＳ３０）、庫内絶対湿度と０℃の時の露点湿度が比較され（ステップＳ３１）、庫内絶対湿度が０℃の露点湿度より大きい場合、庫内絶対湿度と０℃時の露点湿度との差分に基づいて、庫内絶対湿度が下がるよう、ユニットクーラ３０の蒸発器３２の蒸発温度および蒸発器ファン３３の風量が設定され（ステップＳ３２）、現時点の庫内相対湿度及び庫内温度が検知され、現時点の庫内絶対湿度が算出される（ステップＳ３３）。

次いで、ステップＳ３４において、現在の庫内絶対湿度と前回算出した庫内絶対湿度とが比較され、現在の庫内温度と前回算出した庫内温度とが比較される。その結果、庫内絶対湿度が前回の値から下がっていないか、あるいは庫内温度が前回の値から下がっていないことが確認されたらステップＳ３５へ進む。一方、庫内絶対湿度および庫内温度がそれぞれ前回の値から下がっていることが確認されたら、蒸発温度と蒸発器ファン３３の風量を固定したまま図４のステップＳ４０へ進む。

庫内絶対湿度が下がらない場合、あるいは庫内温度が下がらない場合とは、冷却空間が広く、ユニットクーラ３０が供給する冷気が空間全体に行き渡っていない可能性がある。そこで、ステップＳ３５では、冷凍倉庫２内の冷却空間全体に冷気を送るよう、ユニットクーラ３０の蒸発器ファン３３の風量を徐々に上げていく処理が行われる。また、庫内温度の検知と、庫内絶対湿度の算出が実行される。

次いで、ステップＳ３６へ進み、現在の庫内絶対湿度と前回算出した庫内絶対湿度とが比較され、現在の庫内温度と前回算出した庫内温度とが比較される。その結果、庫内絶対湿度が前回の値から下がっていないか、あるいは庫内温度が前回の値から下がっていないことが確認されたらステップＳ３７へ進む。一方、庫内絶対湿度および庫内温度がそれぞれ前回の値から下がっていることが確認されたら、蒸発器ファン３３のファン風量を固定したまま図４のステップＳ４０へ進む。

蒸発器ファン３３の風量を上げたにもかかわらず、庫内絶対湿度もしくは庫内温度が前回の値から下がっていない場合とは、冷凍倉庫２の冷却空間に対するユニットクーラ３０の冷凍能力がまだ足りていない可能性がある。そこで、ステップＳ３７において、ユニットクーラ３０の蒸発温度を徐々に下げていく処理が実行される。また、庫内温度の検知と、庫内絶対湿度の算出が実行される。

次いで、ステップＳ３８へ進み、現在の庫内絶対湿度と前回算出した庫内絶対湿度とが比較され、現在の庫内温度と前回算出した庫内温度とが比較される。その結果、庫内絶対湿度が前回の値から下がっていないか、あるいは庫内温度が前回の値から下がっていないことが確認されたらステップＳ３９へ進む。一方、庫内絶対湿度および庫内温度がそれぞれ前回の値から下がっていることが確認されたら、蒸発温度を固定したまま図４のステップＳ４０へ進む。

ユニットクーラ３０の蒸発器ファン３３の風量を上げ、蒸発温度を下げたにもかかわらず庫内絶対湿度もしくは庫内温度が下がらない場合とは、ユニットクーラ３０内に霜が付着して霜取り能力または冷却能力が低下している可能性がある。そこで、ステップＳ３９ではデフロストが実施される。デフロストは、ユニットクーラ３０に設けられた専用の除湿装置（図示せず）により実行され、デフロスト方式は、オフサイクル方式、ヒータ方式、ホットガス方式のいずれでもよい。ステップＳ３９でデフロストが行われたら、ステップＳ３３へ戻り、上述の処理が繰り返される。

一方、庫内絶対湿度及び庫内温度が下がっていることが確認されたら（ステップＳ３１でＮＯ、ステップＳ３４でＮＯ、ステップＳ３６でＮＯ、ステップＳ３８でＮＯ）、図４のステップＳ４０へ進む。ステップＳ４０以降の処理は、実施の形態１の図２のフローチャートのステップＳ１４、Ｓ１５、Ｓ２２と同様の処理である。庫内絶対湿度が０℃の露点湿度まで下がる前に庫内温度が０℃付近まで下がっているかチェックされ（ステップＳ４０）、庫内絶対湿度が０℃の露点湿度まで下がる前に庫内温度が０℃付近まで下がっていることが確認されたら、蒸発温度と蒸発器ファン３３の風量が上げられる（ステップＳ４１）。また、ステップＳ４０で庫内絶対湿度が０℃時の露点湿度以下になっていることが確認されたら、庫内温度を０℃付近で維持したまま、ユニットクーラ３０の運転が継続される（ステップＳ４２）。

本実施の形態によれば、庫内絶対湿度と庫内温度をフィードバックしながら蒸発温度及び蒸発器ファン３３の風量が自動的に調整され、ユニットクーラ３０の冷却能力が冷凍倉庫２内の冷却空間の広さに対応できるレベルまで高められる。従って、冷却空間が比較的広い場合であっても、ユニットクーラ３０の蒸発温度や蒸発器ファン３３の風量の調整が効率的に行われ、冷凍システム１の冷却処理におけるエネルギーロスが抑えられて省エネ効果が得られる。

また、冷却能力が確保された後、庫内絶対湿度を０℃の露点湿度まで下げる除湿制御を行って庫内温度を０℃まで下げる処理が実施の形態１と同様に行われるため、冷凍システム１を冷凍倉庫２に導入する際、庫内壁面のひび割れを防止するための設備工事者の負担が軽減され、作業の効率化が図られる。

実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３に係る冷凍システムの構成図であり、図６は、実施の形態３に係る冷凍システムの制御手順を示すフローチャート図である。実施の形態３においては、冷凍倉庫２００に３台の冷凍装置１１０、１２０、１３０が導入される。冷凍装置１１０、１２０、１３０は、それぞれ熱源機１１１、１２１、１３１と、ユニットクーラ１１２、１２２、１３２とを有している。ユニットクーラ１１２、１２２、１３２は冷凍倉庫２００内に配設されている。冷凍装置１１０において、熱源機１１１は圧縮機１１１Ａと凝縮器１１１Ｂを有し、ユニットクーラ１１２は絞り装置１１２Ａと蒸発器１１２Ｂと蒸発器ファン１１２Ｃを有している。冷凍装置１２０において、熱源機１２１は圧縮機１２１Ａと凝縮器１２１Ｂを有し、ユニットクーラ１２２は絞り装置１２２Ａと蒸発器１２２Ｂと蒸発器ファン１２２Ｃを有している。冷凍装置１３０において、熱源機１３１は圧縮機１３１Ａと凝縮器１３１Ｂを有し、ユニットクーラ１３２は絞り装置１３２Ａと蒸発器１３２Ｂと蒸発器ファン１３２Ｃを有している。冷凍装置１１０、１２０、１３０は、それぞれ実施の形態１の冷凍システム１の熱源機１０とユニットクーラ３０で構成される冷凍サイクルと同様の冷凍サイクルを構成している。また、冷凍倉庫２００には、庫内温度を検知する庫内温度センサ４００と庫内相対湿度を検知する庫内相対湿度センサ４０１が配設されている。

制御部３００は、通信送受信機（図示せず）を備えており、通信送受信機を介して冷凍装置１１０、１２０、１３０の上述の各部、庫内温度センサ４００、庫内相対湿度センサ４０１との間で通信可能となっている。制御部３００は、冷凍装置１１０、１２０、１３０のそれぞれの蒸発温度センサ１１２Ｄ、１２２Ｄ、１３２Ｄ、庫内温度センサ４００、庫内相対湿度センサ４０１の検知結果等に基づいて、ユニットクーラ１１２の蒸発器ファン１１２Ｃの風量と蒸発温度、ユニットクーラ１２２の蒸発器ファン１２２Ｃの風量と蒸発温度、ユニットクーラ１３２の蒸発器ファン１３２Ｃの風量と蒸発温度を、個別に制御する。

図６のフローチャートを参照しながら、本実施の形態の冷凍システムを冷凍倉庫２００に導入する際の試運転の制御手順について説明する。冷凍システムが冷凍倉庫２００に導入される際、冷凍装置１１０、１２０、１３０は未稼働である。ステップＳ５０〜Ｓ５８までの処理は、実施の形態２における制御手順を示した図３のフローチャートのステップＳ３０〜Ｓ３８までの処理と略同様である。実施の形態２と異なるのは、実施の形態２では１台の冷凍装置の試運転の制御を行っているのに対し、本実施の形態では複数（３台）の冷凍装置の試運転の制御を行うという点である。

庫内相対湿度センサ４０１により検知された庫内相対湿度と庫内温度センサ４００により検知された庫内温度とに基づいて、冷凍倉庫２００内の現在の温度における庫内絶対湿度が算出され（ステップＳ５０）、庫内絶対湿度と０℃の露点湿度が比較され（ステップＳ５１）、庫内絶対湿度が０℃の露点湿度より大きいことが確認されたら、ステップＳ５２において、冷凍装置１１０、１２０、１３０のうちいずれか１台の冷凍装置が起動され、そのユニットクーラが起動される。この時、起動されるユニットクーラの蒸発温度、蒸発器ファンの風量は、庫内絶対湿度が下がるように設定される。

ステップＳ５３〜Ｓ５７までは、庫内絶対湿度及び庫内温度をフィードバックしながら、庫内絶対湿度及び庫内温度のいずれかが下がらない場合は、稼働中のユニットクーラの蒸発器ファンの風量を上げる処理（ステップＳ５５）、稼働中のユニットクーラの蒸発温度を下げる処理（ステップＳ５７）が実行される。

稼働中のユニットクーラの蒸発器ファンの風量を上げ、さらに稼働中のユニットクーラの蒸発温度を下げても、庫内絶対湿度及び庫内温度のいずれかが下がらない場合は（ステップＳ５８でＹＥＳ）、ステップＳ５９に進む。ステップＳ５９に進む場合とは、冷凍倉庫２００の冷却空間が広く、稼働中のユニットクーラの冷却能力では十分ではない場合、もしくは稼働中のユニットクーラ内に霜が付着して霜取り能力または冷却能力が低下している場合が考えられる。そこで、ステップＳ５９において、未稼働のユニットクーラがあるか否かチェックされ、未稼働のユニットクーラが有ることが確認されたらステップＳ６０へ進み、未稼働のユニットクーラが起動される。その後、ステップＳ５３へ戻り、庫内絶対温度及び庫内絶対湿度をフィードバックしながら、稼働中のユニットクーラの蒸発温度・蒸発器ファンの風量を設定する処理が繰り返される。

一方、ステップＳ５９で、ユニットクーラ１１２、１２２、１３２の全てが稼働しており、未稼働のユニットクーラがないことが確認されたらステップＳ６１へ進み、デフロストが実施される。デフロストは、ユニットクーラ１１２、１２２、１３２のそれぞれに配設された専用の除湿装置（図示せず）により実行され、オフサイクル方式、ヒータ方式、ホットガス方式のいずれでもよい。その後、ステップＳ５３へ戻り、庫内絶対温度及び庫内絶対湿度をフィードバックしながら、稼働中のユニットクーラの蒸発温度・蒸発器ファンの風量を設定する処理が繰り返される。

以上のように、本実施の形態では、庫内絶対湿度及び庫内温度をフィードバックしながら、庫内絶対湿度の降下及び庫内温度の降下を検知している点は実施の形態２と同様である。そして、実施の形態２と異なるのは、庫内絶対湿度の降下及び庫内温度の降下のいずれかが確認できない場合、未稼働のユニットクーラが有ればそれを起動し、稼働中の複数のユニットクーラの蒸発器ファンの風量及び蒸発温度を制御することにより庫内絶対湿度及び庫内温度の降下が実現される点である。

ステップＳ５８で庫内絶対湿度及び庫内温度の低下が確認されたら、上述の図４のステップＳ４０へ進む。庫内絶対湿度が０℃の露点湿度まで下がり、かつ庫内温度が０℃付近まで下がったら、庫内温度が０℃付近にある状態で、ユニットクーラ１１２、１２２、１３２のうち稼働中のユニットクーラが運転される。

本実施の形態によれば、庫内絶対湿度及び庫内温度をフィードバックしながら、稼働するユニットクーラを制御している。従って、極めて広い冷凍空間においても、冷凍システムの冷却能力を効率的に高めることができる。また、冷却能力が確保された後、庫内絶対湿度を０℃の露点湿度まで下げる除湿制御を行って庫内温度を０℃まで下げる処理が実施の形態１と同様に行われるため、冷凍システム１００を冷凍倉庫２００に導入する際、庫内壁面のひび割れを防止するための設備工事者の負担が軽減され、作業の効率化が図られる。

なお、ステップＳ５５における蒸発器ファンの風量を上げる処理、及びステップＳ５７における蒸発温度を下げる処理を、ユニットクーラ１１２、１２２、１３２をローテーション制御して実施してもよい。ローテーション制御することにより、各ユニットクーラの負荷が分散される。

本実施の形態では、冷凍倉庫２００に３台の冷凍装置１１０、１２０、１３０が導入されているが、冷凍装置の台数はこれに限るものではない。導入する冷凍装置の台数は冷却空間の広さに応じて適宜決定される。

本実施の形態の冷凍システムでは、単一の冷凍倉庫２００の中に３台すなわち複数のユニットクーラ１１２、１２２、１３２が配設され、制御部３００により個別に制御される、同室複数台の制御構成を有している。しかしながら、複数のユニットクーラを制御する態様はこれに限るものではない。複数の冷凍倉庫のそれぞれに冷凍装置が導入され、各冷凍装置のユニットクーラが対応する冷凍倉庫の内部に配設される冷凍システムにおいて、複数のユニットクーラを個別に制御する、複数室個別の制御を行うことも可能である。このような構成においても、複数のユニットクーラの運転をローテーション制御することにより各ユニットクーラへの負荷が分散される。

実施の形態１及び実施の形態２では制御部２０が熱源機１０とユニットクーラ３０を制御する構成を有し、実施の形態３では、制御部３００が複数の熱源機とユニットクーラを制御する構成を有しているが、これに限るものではない。熱源機とユニットクーラのそれぞれに個別に制御部を設ける構成としてもよい。

１、１００ 冷凍システム、１１０、１２０、１３０ 冷凍装置、２、２００ 冷凍倉庫、１０、１１１、１２１、１３１ 熱源機、１１、１１１Ａ、１２１Ａ、１３１Ａ 圧縮機、１２、１１１Ｂ、１２１Ｂ、１３１Ｂ 凝縮器、１３ 凝縮器ファン、１４ 凝縮温度センサ、２０、３００ 制御部、３０、１１２、１２２、１３２ ユニットクーラ、３１、１１２Ａ、１２２Ａ、１３２Ａ 絞り装置、３２、１１２Ｂ、１２２Ｂ、１３２Ｂ 蒸発器、３３、１１２Ｃ、１２２Ｃ、１３２Ｃ 蒸発器ファン、３４、１１２Ｄ、１２２Ｄ、１３２Ｄ 蒸発温度センサ、４０、４００ 庫内温度センサ、４１、４０１ 庫内湿度センサ。

Claims (11)

1. 圧縮機と凝縮器とを有する熱源機と、
   蒸発器と該蒸発器に空気を供給するファンとを有し、冷却空間に配置される利用ユニットと、
   前記熱源機の駆動と前記利用ユニットの駆動とを制御する制御ユニットとを備え、
   前記圧縮機および前記凝縮器が前記蒸発器に接続されて冷凍サイクル回路を構成している冷凍システムであって、
   前記制御ユニットは、前記冷却空間の冷却時において、前記冷却空間の温度を検知する第１の温度センサの検知結果、前記蒸発器の蒸発温度を検知する第２の温度センサの検知結果、及び前記冷却空間の相対湿度を検知する湿度センサの検知結果に基づいて、前記冷却空間の温度が凝固点以下となる前に前記冷却空間の絶対湿度を下げる除湿制御を自動的に行い、前記冷却空間の内壁面のひび割れを防止するものであり、前記湿度センサにより検知された前記冷却空間の相対湿度と前記第１の温度センサにより検知された前記冷却空間の温度とに基づいて前記冷却空間の絶対湿度を算出し、前記冷却空間の絶対湿度と凝固点における露点湿度の差分が解消されるよう、前記蒸発器の蒸発温度及び前記ファンの風量を設定する冷凍システム。
2. 前記除湿制御は、前記利用ユニットの試運転時に実行される請求項１に記載の冷凍システム。
3. 前記制御ユニットは、前記冷却空間の絶対湿度が凝固点における露点湿度まで下がる前に、前記冷却空間の温度が凝固点付近まで下がった場合、前記蒸発器の蒸発温度を上げるとともに前記ファンの風量を上げる請求項１に記載の冷凍システム。
4. 前記制御ユニットは、前記冷却空間の広さに応じて前記ファンの風量と前記蒸発器の蒸発温度を制御し、前記冷却空間を冷却する請求項１に記載の冷凍システム。
5. 単一の前記冷却空間に複数の前記利用ユニットが配設されており、前記制御ユニットは、複数の前記利用ユニットのそれぞれの前記ファンの風量と前記蒸発器の蒸発温度を個別に制御可能である請求項４に記載の冷凍システム。
6. 複数の前記冷却空間のそれぞれに前記利用ユニットが配置されており、前記制御ユニットは、前記複数の前記冷却空間の前記利用ユニットのそれぞれの前記ファンの風量と前記蒸発器の蒸発温度を個別に制御可能である請求項４に記載の冷凍システム。
7. 前記制御ユニットは、前記複数の前記利用ユニットの運転状態を切り換えるローテーション制御を行う請求項５に記載の冷凍システム。
8. 前記制御ユニットは、前記複数の前記冷却空間のそれぞれに配置された前記利用ユニットの運転状態を切り換えるローテーション制御を行う請求項６に記載の冷凍システム。
9. 前記蒸発器の霜取りにおいて、前記利用ユニット側に湿気を引き付けてデフロストが実行される請求項２に記載の冷凍システム。
10. 前記蒸発器の霜取りにおいて、除湿のための配設された専用装置によりデフロストが実行される請求項２に記載の冷凍システム。
11. 前記制御ユニットは、前記熱源機の制御部と、前記利用ユニットの制御部とで構成されている請求項１に記載の冷凍システム。

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