JP6692082B2 - 冷凍システムおよび冷凍装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばコンビニエンスストアやスーパーマーケットなどで使用される冷凍システムおよび冷凍装置に関する。

従来、スーパーマーケットやコンビニエンスストア等で使用される、冷凍機と、冷凍・冷蔵用ショーケースやプレハブ冷蔵庫等の冷却庫と、からなる冷凍装置が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
これら冷凍装置は、１つの店舗に複数設けられており、それぞれの冷凍装置は独立した冷媒配管系統を備えている。
この独立した冷凍装置は、冷却庫に設けられる蒸発器を除霜する場合に、冷却庫に設けられる電気ヒータを用いているものがある。

特開２０１５−０１４４３９号公報

しかしながら、電気ヒータを用いて冷却庫の除霜をする場合には、電気ヒータを稼働する分の電力を消費するため、除霜時の電力消費を抑制するという点において未だ改善の余地があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、除霜時の電力消費を抑制することのできる冷凍システムおよび冷凍装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の冷凍装置は、少なくとも圧縮機および凝縮器を備える冷凍機と、少なくとも蒸発器を備える冷却庫と、からなる冷凍装置において、前記圧縮機の下流と前記蒸発器の上流とを接続する第１バイパス管と、前記圧縮機の下流に設けられ、一方は前記圧縮機から前記凝縮器へ、他方は前記第１バイパス管を介して前記圧縮機から前記蒸発器へと冷媒流れ方向の切換えが可能な第１切換手段と、前記蒸発器の下流に直列に設けられる絞り機構および補助蒸発器と、を備え、前記補助蒸発器は、前記冷却庫の外であり、前記冷凍機および前記冷却庫を接続する冷媒配管系統とは別の冷媒配管系統からなる第２冷凍装置の第２冷却庫内に設けられることを特徴とする。
この発明によれば、蒸発器を除霜運転する場合、第１切換手段を調整することにより圧縮された冷媒が蒸発器へ流入し、蒸発器において放熱した冷媒は第２冷却庫の補助蒸発器において吸熱するため、電気ヒータを用いることなく蒸発器の除霜が可能な冷凍装置を提供できる。

また、本発明の冷凍装置は、少なくとも圧縮機および凝縮器を備える冷凍機と、少なくとも蒸発器を備える冷却庫と、からなる冷凍装置において、前記凝縮器の上流と前記蒸発器の上流とを接続する第１バイパス管と、前記圧縮機の下流に設けられ、一方は前記圧縮機から前記凝縮器へ、他方は前記第１バイパス管を介して前記圧縮機から前記蒸発器へと冷媒流れ方向の切換えが可能な第１切換手段と、前記蒸発器の下流に直列に設けられる絞り機構および補助蒸発器と、を備え、前記補助蒸発器は、前記冷却庫の外であり、前記冷凍機および前記冷却庫を接続する冷媒配管系統とは別の冷媒配管系統からなる第２冷凍装置の第２冷却庫内に設けられることを特徴とする。
この発明によれば、蒸発器を除霜運転する場合、第１切換手段を調整することにより圧縮された冷媒が蒸発器へ流入し、蒸発器において放熱した冷媒は第２冷却庫の補助蒸発器において吸熱するため、電気ヒータを用いることなく蒸発器の除霜が可能な冷凍装置を提供できる。

本発明の冷凍システムおよび冷凍装置では、電気ヒータを用いることなく蒸発器の除霜が可能な冷凍システムおよび冷凍装置を提供できる。

本発明の実施形態１に係る冷凍システムにて通常運転を行う場合の回路図 本発明の実施形態１に係る冷凍システムにて除霜運転を行う場合の回路図 本発明の実施形態２に係る冷凍システムにて通常運転を行う場合の回路図 本発明の実施形態２に係る冷凍システムにて除霜運転を行う場合の回路図 本発明の実施形態３に係る冷凍システムにて通常運転を行う場合の回路図 本発明の実施形態３に係る冷凍システムにて除霜運転を行う場合の回路図

第１の発明は、少なくとも圧縮機および凝縮器を備える冷凍機と、少なくとも蒸発器を備える冷却庫と、からなる冷凍装置において、前記圧縮機の下流と前記蒸発器の上流とを接続する第１バイパス管と、前記圧縮機の下流に設けられ、一方は前記圧縮機から前記凝縮器へ、他方は前記第１バイパス管を介して前記圧縮機から前記蒸発器へと冷媒流れ方向の切換えが可能な第１切換手段と、前記蒸発器の下流に直列に設けられる絞り機構および補助蒸発器と、を備え、前記補助蒸発器は、前記冷却庫の外であり、前記冷凍機および前記冷却庫を接続する冷媒配管系統とは別の冷媒配管系統からなる第２冷凍装置の第２冷却庫内に設けられることを特徴とする冷凍装置である。
この発明によれば、蒸発器を除霜運転する場合、第１切換手段を調整することにより圧縮された冷媒が蒸発器へ流入し、蒸発器において放熱した冷媒は第２冷却庫の補助蒸発器において吸熱するため、電気ヒータを用いることなく蒸発器の除霜が可能な冷凍装置を提供できる。

第２の発明は、前記冷凍装置は、前記蒸発器を除霜運転する場合、前記圧縮機から前記蒸発器へ冷媒が流れるよう前記第１切換手段を切換え、前記蒸発器を除霜した冷媒は、前記補助蒸発器において蒸発することを特徴とする冷凍装置である。
この発明によれば、第１冷凍装置の蒸発器を除霜しつつ、第２冷凍装置の第２冷却庫内を冷却できるため、第１冷凍装置の蒸発器を除霜する場合においても効率よく熱を利用可能となる。

第３の発明は、前記冷凍装置は、前記補助蒸発器の下流に設けられる逆止弁と、前記絞り機構の上流と前記逆止弁の下流とを接続する第２バイパス管と、前記蒸発器の下流に設けられ、一方は前記第２バイパス管を介して前記蒸発器から前記圧縮機へ、他方は前記蒸発器から前記絞り機構および前記補助蒸発器へ冷媒流れ方向の切換えが可能な第２切換手段と、をさらに備えることを特徴とする冷凍装置である。
この発明によれば、第１冷凍装置の蒸発器を除霜運転する場合に、第２冷却庫の補助蒸発器により冷媒の吸熱を行うことができることに加え、第１冷凍装置を通常運転する場合には、冷媒を第２冷却庫内に運ぶことなく第１冷凍機内において圧縮機２１に簡易に戻すことができる冷凍装置を提供できる。

第４の発明は、前記第２冷却庫は、第２蒸発器を備え、前記第２蒸発器を除霜運転する場合に、前記蒸発器の除霜運転を行うことを特徴とする冷凍装置である。
この発明によれば、第２冷却庫に備えられる第２蒸発器において除霜運転が行われるため、第２蒸発器から放熱される。しかし、第１冷凍装置の運転により、第２冷却庫に備えられる補助蒸発器５２において吸熱される。そのため、第２冷凍装置７０において第２蒸発器５６の除霜運転を行いながら第２冷却庫の冷却を継続できる。

第５の発明は、前記冷却庫は、冷凍用のショーケースであり、前記第２冷却庫は、冷蔵用のウォークインショーケースであることを特徴とする冷凍装置である。
この発明によれば、冷凍用のショーケースを備える第１冷凍装置の蒸発器を除霜運転する場合、第２冷却庫に備えられる補助蒸発器では冷凍用の能力で冷媒が蒸発する。そのため、広い冷蔵用のウォークインショーケースである第２冷却庫の庫内温度の上昇を十分に抑制できる。

第６の発明は、前記第１切換手段は、圧縮機の下流と前記第１バイパス管とを接続する第１接続部に設けられる三方弁であることを特徴とする冷凍装置である。
この発明によれば、一方は圧縮機から凝縮器へ、他方は前記第１バイパス管を介して圧縮機から蒸発器への冷媒を流す方向の切換えを容易に行える。

第７の発明は、前記第２切換手段は、前記絞り機構の上流と前記第２バイパス管とを接続する第２接続部に設けられる三方弁であることを特徴とする冷凍装置である。
この発明によれば、一方は第２バイパス管を介して蒸発器から圧縮機へ、他方は蒸発器から絞り機構および補助蒸発器への冷媒を流す方向の切換えを容易に行える。

第８の発明は、前記第２切換手段は、前記第２バイパス管に設けられる電磁弁と、前記絞り機構と、からなることを特徴とする冷凍装置である。
この発明によれば、一方は第２バイパス管を介して蒸発器から圧縮機へ、他方は蒸発器から絞り機構および補助蒸発器への冷媒を流す方向の切換えを容易に行える。

第９の発明は、冷凍機および冷却庫を備える冷凍装置と、第２冷凍機および第２冷却庫を備える第２冷凍装置と、を少なくとも備える冷凍システムにおいて、それぞれの冷凍装置は、独立した冷媒配管系統を備え、前記冷凍装置は、前記圧縮機の下流と前記蒸発器の上流とを接続する第１バイパス管と、前記圧縮機の下流に設けられ、一方は前記圧縮機から前記凝縮器へ、他方は前記第１バイパス管を介して前記圧縮機から前記蒸発器へと冷媒流れ方向の切換えが可能な第１切換手段と、前記蒸発器の下流に直列に設けられる絞り機構および補助蒸発器と、を備え、前記補助蒸発器は、前記第２冷却庫内に設けられることを特徴とする冷凍システムである。
この発明によれば、蒸発器を除霜運転する場合、第１切換手段を調整することにより圧縮された冷媒が蒸発器へ流入し、蒸発器において放熱した冷媒は第２冷却庫の補助蒸発器において吸熱するため、電気ヒータを用いることなく蒸発器の除霜が可能な冷凍システムを提供できる。

第１０の発明は、前記冷凍装置は、前記補助蒸発器の下流に設けられる逆止弁と、前記絞り機構の上流および前記逆止弁の下流を接続する第２バイパス管と、前記蒸発器の下流に設けられ、一方は前記第２バイパス管を介して前記蒸発器から前記圧縮機へ、他方は前記蒸発器から前記絞り機構および前記補助蒸発器へ冷媒流れ方向の切換えが可能な第２切換手段と、をさらに備えることを特徴とする冷凍システムである。
この発明によれば、冷凍装置の蒸発器を除霜運転する場合に、第２冷却庫の補助蒸発器により冷媒の吸熱を行うことができることに加え、第１冷凍装置を通常運転する場合には、冷媒を第２冷却庫内に運ぶことなく第１冷凍機内において圧縮機２１に簡易に戻すことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本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１００にて通常運転を行う場合の回路である。図２は、本発明の実施の形態１に係る冷凍システム１００にて除霜運転を行う場合の回路図である。なお、後述する蒸発器４１により冷凍ショーケース（冷却庫）４０を冷却する運転、および第２蒸発器５６により冷蔵ショーケース（第２冷却庫）５０を冷却する運転を通常運転とする。また、着霜した蒸発器４１の着霜を溶かす運転、および着霜した第２蒸発器の着霜を溶かす運転を除霜運転とする。

冷凍装置１０は、例えば、コンビニエンスストアなどの施設に設置される。この冷凍装置１０は、冷凍機２０と冷凍ショーケース（冷却庫）４０とを備える。冷凍機２０は、冷媒として二酸化炭素を用いる冷凍機である。本実施の形態における冷凍ショーケース４０は、冷凍商品を陳列する冷凍リーチインショーケースである。
冷凍機２０と冷凍ショーケース４０とは、同一の冷媒配管系統により接続されている。冷凍装置１０に流れる冷媒を第１冷媒（冷媒）とする。

第２冷凍装置７０は、第２冷凍機６０と冷蔵ショーケース（第２冷却庫）５０とを備える。本実施の形態における冷蔵ショーケース５０は、広い冷蔵ウォークインショーケースである。
第２冷凍機６０は、少なくとも不図示の圧縮機、インタクーラ、ガスクーラを備える一般的な冷凍機であり、冷媒として二酸化炭素が用いられる。冷蔵ショーケース５０は、冷蔵ショーケース５０を冷却するための第２蒸発器５６を備える。第２冷凍機６０に備えられる不図示の圧縮機、インタクーラ、ガスクーラ、および第２蒸発器５６は、同一の冷媒配管系統により接続されている。第２冷凍装置７０に流れる冷媒を第２冷媒とする。

これら冷凍装置１０および第２冷凍装置７０は、冷凍システムを構成している。
冷凍装置１０の冷媒配管系統と第２冷凍装置７０の冷媒配管系統とは独立している。冷凍装置１０および第２冷凍装置７０は、それぞれが独立して運転される。

冷凍機２０は、圧縮機２１、インタクーラ２６、三方弁（第１切換手段）２７、ガスクーラ２８を備える。圧縮機２１は、２段で圧縮動作される。圧縮機２１には、１段目の圧縮機構における第１吸入口２２および第１吐出口２３が設けられている。また、圧縮機２１には、２段目の圧縮機構における第２吸入口２４および第２吐出口２５が設けられている。
圧縮機２１の第１吸入口２２は、第１冷媒を吸入し、１段目の圧縮機構により、中間圧力に圧縮して第１吐出口２３から吐出する。圧縮機２１の第１吐出口２３は、冷媒配管を介してインタクーラ２６の入口側に接続されている。インタクーラ２６の出口側は、冷媒配管を介して圧縮機２１の第２吸入口２４に接続されている。

圧縮機２１の第２吐出口２５は、第１冷媒配管３１により三方弁（第１切換手段）２７を介してガスクーラ（凝縮器）２８に接続されている。
ガスクーラ２８の出口と冷凍ショーケース内に設けられる蒸発器４１とは、第２冷媒配管３２により接続されている。
圧縮機２１の下流の第１冷媒配管３１と蒸発器４１の上流の第２冷媒配管３２とは、第１バイパス管３３で接続されている。
冷凍機２０内でありガスクーラ２８の下流には、第２逆止弁２９が設けられている。冷凍ショーケース内であり蒸発器４１の上流には、第２絞り機構４３が設けられている。

三方弁２７は、圧縮機２１の下流の第１冷媒配管３１と第１バイパス管３３とを接続する第１接続部３８に設けられている。すなわち、三方弁２７は、圧縮機２１の下流に設けられている。第１切換手段として、三方弁２７の代わりに電磁弁を用いてもよい。第１切換手段として電磁弁を用いる場合、第１バイパス管３３に電磁弁を設けてもよい。
本実施の形態では、三方弁２７により、一方は第１バイパス管３３を介して圧縮機２１から蒸発器４１へ、他方は圧縮機２１からガスクーラ２８へと第１冷媒を流す方向の切換えが可能とされている。

冷凍ショーケース４０は、第２絞り機構４３と蒸発器４１とを備える。
蒸発器４１の出口と補助蒸発器５２の入口とは、絞り機構５１を介して第３冷媒配管３４により接続されている。補助蒸発器５２の出口は、逆止弁３０を介して、第４冷媒配管３５により圧縮機２１の第１吸入口２２に接続されている。
絞り機構５１および補助蒸発器５２は、蒸発器４１の下流に直列に設けられている。これら絞り機構５１および補助蒸発器５２は、冷蔵ショーケース５０内に備えられている。補助蒸発器５２は、蒸発器４１を除霜する除霜運転時に用いられる補助熱交換器である。
冷凍機２０内であり圧縮機２１の第１吸入口２２の上流には、逆止弁３０が設けられている。

本実施の形態では、冷凍ショーケース４０と冷蔵ショーケース５０とが隣接配置されている。このように冷凍ショーケース４０と冷蔵ショーケース５０とが隣接配置されている場合、既存の冷凍ショーケース４０および冷蔵ショーケース５０を利用しつつ、簡易に補助蒸発器５２を冷蔵ショーケース５０内に設けることができる。

冷凍装置１０は、制御的な構成としてＣＰＵなどからなる制御部８０を備える。第２冷凍装置７０は、制御的な構成としてＣＰＵなどからなる第２制御部９０を備える。また、冷凍システム１００は、制御的な構成としてＣＰＵなどからなる統括制御部１１０を備える。制御部８０は、ＣＰＵが事前にインストールされた制御プログラムを読み出して実行することにより、冷凍装置１０の各部を総括的に制御する。第２制御部９０は、ＣＰＵが事前にインストールされた制御プログラムを読み出して実行することにより、第２冷凍装置７０の各部を総括的に制御する。統括制御部１１０は、ＣＰＵが事前にインストールされた制御プログラムを読み出して実行することにより、冷凍システム１００を総括的に制御する。

制御部８０は、冷凍装置１０を通常運転する場合、圧縮機２１からガスクーラ２８へ第１冷媒を流すように三方弁２７を切換える。
また、制御部８０は、蒸発器４１を除霜運転する場合、圧縮機２１から蒸発器４１へ冷媒を流すように三方弁２７を切換える。蒸発器４１を除霜運転する場合、蒸発器４１において放熱し蒸発器４１を除霜した第１冷媒は、補助蒸発器５２において吸熱し、冷蔵ショーケース５０を冷却する。

冷凍装置１０は、第２冷凍装置７０において第２蒸発器５６の除霜運転を行うときに、同時に蒸発器４１の除霜運転を行ってもよい。
この場合、例えば、第２制御部９０は、第２蒸発器５６の除霜運転を開始するときに、統括制御部１１０に除霜信号を送信し、統括制御部１１０は、第２制御部９０から除霜信号を受信したことを制御部８０に伝える。
制御部８０は、第２蒸発器５６の除霜信号を受信すると、蒸発器４１の除霜運転を開始する。すなわち、制御部８０は、圧縮機２１から蒸発器４１へ第１冷媒を流すように三方弁２７を切換える。
このとき、冷蔵ショーケース５０に備えられる第２蒸発器５６において除霜運転が行われるため、第２冷媒により第２蒸発器５６から放熱される。しかし、冷凍装置１０の第１冷媒が、補助蒸発器５２において吸熱するため、第２冷凍装置７０において第２蒸発器５６の除霜運転を行いながら冷蔵ショーケース５０内の冷却を継続できる。

次に、本実施形態の作用について説明する。
まず、冷凍システム１００にて通常運転を行う場合について説明する。
図１に示すように、冷凍装置１０を運転させる場合、まず、圧縮機２１を動作させると、圧縮機２１は、第１吸入口２２から冷凍ショーケース４０より送られる第１冷媒を吸入する。この第１冷媒は、１段目の圧縮機構により、中間圧力に圧縮されて第１吐出口２３から吐出される。圧縮機２１の第１吐出口２３から吐出された第１冷媒は、インタクーラ２６に流入する。インタクーラ２６に流入した第１冷媒は、外気と熱交換して冷却され、圧縮機２１の第２吸入口２４に戻される。
インタクーラ２６から戻された第１冷媒は、圧縮機２１において２段目の圧縮機構により必要な圧力に圧縮して第２吐出口２５から吐出される。
第２吐出口２５から吐出された第１冷媒は、三方弁２７によりガスクーラ２８に流入する。ガスクーラ２８に流入した第１冷媒は、外気と熱交換させて冷却して蒸発器４１に流入する。蒸発器４１に流入した第１冷媒は、冷凍ショーケース４０の庫内空気と熱交換して、冷凍ショーケース４０の冷却を行う。冷凍ショーケース４０を冷却した第１冷媒は、冷蔵ショーケース５０内に備えられる第２絞り機構５１および補助蒸発器５２を通過し、圧縮機２１の第１吸入口２２に吸入される。

次に、冷凍装置１０を除霜運転する場合について説明する。なお、圧縮機２１の第１吸入口２２から第１冷媒を吸入し、圧縮機２１の第２吐出口２５から第１冷媒を吐出するまでの作用は、冷凍装置１０を通常運転する場合と同様であるため省略する。
図２に示すように、第２吐出口２５から吐出した第１冷媒は、三方弁２７により第１バイパス管３３および第２冷媒配管３２を介して蒸発器４１に流入する。蒸発器４１に流入した第１冷媒は、蒸発器４１により放熱し、蒸発器４１を除霜する。蒸発器４１により放熱した第１冷媒は、補助蒸発器５２に流入する。補助蒸発器５２に流入した第１冷媒は、補助蒸発器５２において吸熱し、冷蔵ショーケース５０の冷却を行う。

以上説明したように、冷凍装置１０は、圧縮機２１の下流と蒸発器４１の上流とを接続する第１バイパス管３３と、圧縮機２１の下流に設けられ、一方は圧縮機２１からガスクーラ２８へ、他方は第１バイパス管３３を介して圧縮機２１から蒸発器４１へ冷媒流れ方向の切換えが可能な三方弁（第１切換手段）２７と、蒸発器４１の下流に直列に設けられる絞り機構５１および補助蒸発器５２と、を備え、補助蒸発器５２は、冷凍装置１０とは別の冷媒配管系統からなる第２冷凍装置７０の冷蔵ショーケース（第２冷却庫）５０内に設けている。
この構成によれば、蒸発器４１を除霜運転する場合、三方弁２７を調整することにより圧縮された第１冷媒が蒸発器４１へ流入し、蒸発器４１において放熱した第１冷媒は冷蔵ショーケース５０の補助蒸発器５２において吸熱するため、電気ヒータを用いることなく蒸発器４１の除霜が可能な冷凍装置１０および冷凍システム１００を提供できる。
また、絞り機構５１および補助蒸発器５２が冷蔵ショーケース５０内に設けられているため、蒸発器４１を除霜する運転をする場合に、補助蒸発器５２による吸熱を冷蔵ショーケース５０において用いることができ、効率良く熱を利用可能となる。

また、本実施の形態によれば、冷凍装置１０は、蒸発器４１を除霜運転する場合、圧縮機２１から蒸発器４１へ第１冷媒が流れるよう三方弁２７を切換え、蒸発器４１を除霜した第１冷媒は、補助蒸発器５２において蒸発させる。
これによれば、蒸発器４１を除霜しつつ、冷凍装置１０の冷凍ショーケース４０とは別の第２冷凍装置７０の冷蔵ショーケース５０内を第１冷媒により冷却できるため、蒸発器４１を除霜する場合においても効率よく熱を利用可能となる。
また、冷凍装置１０の冷媒配管系統と第２冷凍装置７０の冷媒配管系統は独立しているため、冷凍装置１０の蒸発器４１の除霜運転を行う場合でも、第２冷凍装置７０は従来通り運転させたままでよく、別途の制御運転を行う必要がない。

また、本実施の形態によれば、第２冷凍装置７０の冷蔵ショーケース５０に備えられる第２蒸発器５６を除霜運転する場合に、冷凍装置１０の冷凍ショーケース４０に備えられる蒸発器４１の除霜運転を行う。
これによれば、冷蔵ショーケース５０に備えられる第２蒸発器５６において除霜運転が行われるため、第２冷媒により第２蒸発器５６から放熱される。しかし、冷凍装置１０の第１冷媒が、補助蒸発器５２において吸熱するため、第２冷凍装置７０において第２蒸発器５６の除霜運転を行いながら冷蔵ショーケース５０内の冷却を継続できる。

また、本実施の形態によれば、冷凍ショーケース４０は、冷凍用のショーケースであり、冷蔵ショーケース５０は、冷蔵用のウォークインショーケースである。
この構成によれば、蒸発器４１を除霜運転する場合、冷蔵ショーケース５０に備えられる補助蒸発器５２において冷凍用の能力において第１冷媒が蒸発する。そのため、広いウォークインショーケースである冷蔵ショーケース５０の庫内温度の上昇を抑制できる。

また、本実施の形態によれば、圧縮機２１の下流と第１バイパス管３３とを接続する第１接続部３８に三方弁２７を備えている。
これによれば、一方は圧縮機２１からガスクーラ２８へ、他方は第１バイパス管３３を介して圧縮機２１から蒸発器４１への第１冷媒を流す方向の切換えを容易に行える。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係る冷凍システム２００にて通常運転を行う場合の回路である。図４は、本発明の実施の形態２に係る冷凍システム２００にて蒸発器４１の除霜運転を行う場合の回路図である。なお、実施の形態２において、実施の形態１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

実施の形態２において、冷凍装置２１０に設けられる第３冷媒配管３４は、一端が蒸発器４１に接続され、冷凍ショーケース２４０を出て冷凍機２２０内に入り、再び冷凍機２２０を出て、他端が補助蒸発器５２に接続されている。
補助蒸発器５２の下流には、逆止弁３０が設けられている。この逆止弁３０は、冷凍機２２０内に設けられている。
絞り機構５１の上流の第３冷媒配管３４と逆止弁３０の下流の第４冷媒配管３５とは、第２バイパス管３６により接続されている。

第２バイパス管３６と第３冷媒配管３４とが接続される第２接続部３７には、第２三方弁（第２切換手段）３９が備えられている。第２三方弁３９および第２接続部３７は、蒸発器４１の下流であり、冷凍機２２０内に備えられている。
第２三方弁３９により、一方は第２バイパス管を介して蒸発器４１から圧縮機２１へ、他方は蒸発器４１から絞り機構５１および補助蒸発器５２へ第１冷媒を流す方向の切換えが可能とされている。
冷凍装置２１０を通常運転する場合、第２三方弁３９は、第２バイパス管を介して蒸発器４１から圧縮機２１へ第１冷媒を流す。蒸発器４１の除霜運転を行う場合、第２三方弁３９は、蒸発器４１から絞り機構５１および補助蒸発器５２へ第１冷媒を流す。蒸発器４１の除霜運転を行う場合、蒸発器４１において放熱し蒸発器４１を除霜した第１冷媒は、補助蒸発器５２において吸熱する。

次に、実施の形態２の作用を説明する。
図３に示すように、冷凍装置２１０を通常運転する場合、蒸発器４１において吸熱した第１冷媒は、冷凍機２２０に入り、第２三方弁３９により流れ方向を調整され、逆止弁３０の下流側の第４冷媒配管３５を介して圧縮機２１の第１吸入口２２に戻される。
図４に示すように、蒸発器４１を除霜運転する場合、蒸発器４１において放熱した第１冷媒は、冷凍機２２０に入り、第２三方弁３９により流れ方向を調整され、冷蔵ショーケース５０内に入る。そして、この第１冷媒は、冷蔵ショーケース５０内の絞り機構５１により絞られ、補助蒸発器５２において吸熱し、第４冷媒配管３５を介して圧縮機２１の第１吸入口２２に戻される。

以上説明したように、冷凍装置２１０は、補助蒸発器５２の下流に設けられる逆止弁３０と、絞り機構５１の上流および逆止弁３０の下流を接続する第２バイパス管３６と、蒸発器４１の下流に設けられ、一方は第２バイパス管３６を介して蒸発器４１から圧縮機２１へ、他方は蒸発器４１から絞り機構５１および補助蒸発器５２へ冷媒流れ方向の切換えが可能な第２三方弁３９をさらに備えている。
この構成によれば、蒸発器４１を除霜運転する場合に、冷蔵ショーケース５０内の補助蒸発器５２により第１冷媒の吸熱を行うことができることに加え、冷凍装置２１０を通常運転する場合には、第１冷媒を冷蔵ショーケース５０内に運ぶことなく冷凍機２２０内において圧縮機２１に簡易に戻すことができる冷凍装置２１０および冷凍システム２００を提供できる。
また、第２三方弁３９により、一方は第２バイパス管３６を介して蒸発器４１から圧縮機２１へ、他方は蒸発器４１から絞り機構５１および補助蒸発器５２への冷媒流れ方向の調整を容易に行える。

また、本実施の形態においても、第２冷凍装置７０の冷蔵ショーケース５０に備えられる第２蒸発器５６を除霜運転する場合に、冷凍装置２１０の冷凍ショーケース２４０に備えられる蒸発器４１の除霜運転を行ってもよい。
この場合、第２冷凍装置７０において第２蒸発器５６の除霜運転を行いながら、冷蔵ショーケース５０内の冷却を継続できる。

（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３００にて通常運転を行う場合の回路である。図６は、本発明の実施の形態３に係る冷凍システム３００にて蒸発器４１の除霜運転を行う場合の回路図である。なお、実施の形態３において、実施の形態２と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

実施の形態３において、冷凍装置３１０は、第２バイパス管３６に電磁弁３３９を備えている。この電磁弁３３９は、蒸発器４１の下流であり、冷凍機３２０内に備えられている。この電磁弁３３９と絞り機構５１とで、第２切換手段を構成している。
電磁弁３３９により、一方は第２バイパス管３６を介して蒸発器４１から圧縮機２１へ、他方は蒸発器４１から絞り機構５１および補助蒸発器５２へ第１冷媒の流れる方向を切換え可能とされている。冷凍装置３１０を通常運転する場合、電磁弁３３９を開き、絞り機構５１を閉じることにより、蒸発器４１から圧縮機２１へ冷媒を流す。蒸発器４１の除霜運転を行う場合、電磁弁３３９を閉じることにより、蒸発器４１から絞り機構５１および補助蒸発器５２へ冷媒を流す。蒸発器４１の除霜運転を行う場合、蒸発器４１において放熱し蒸発器４１を除霜した冷媒は、補助蒸発器５２において吸熱する。

実施の形態３においても、蒸発器４１を除霜運転する場合に冷蔵ショーケース５０内の補助蒸発器５２により第１冷媒の吸熱を行うことができるうえ、冷凍装置３１０を通常運転する場合には、第１冷媒を冷蔵ショーケース５０内に運ぶことなく冷凍機２２０内において圧縮機２１に簡易に戻すことができる。
また、電磁弁３３９および絞り機構５１により、一方は蒸発器４１から圧縮機２１へ、他方は蒸発器４１から絞り機構５１および補助蒸発器５２への第１冷媒を流す方向の切換えを容易に行える。

また、本実施の形態においても、第２冷凍装置７０の冷蔵ショーケース５０に備えられる第２蒸発器５６を除霜運転する場合に、冷凍装置３１０の冷凍ショーケース３４０に備えられる蒸発器４１の除霜運転を行ってもよい。
この場合、第２冷凍装置７０において第２蒸発器５６の除霜運転を行いながら冷蔵ショーケース５０内の冷却を継続できる。

以上、本実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。あくまでも本発明の一実施の態様を例示するものであるから、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において任意に変更、及び応用が可能である。

例えば、冷凍機に用いられる冷媒は二酸化炭素に限られるものではない。通常用いられる他の冷媒も適用可能である。

また、本実施の形態においては、冷却庫に冷凍ショーケースを用い、第２冷却庫に冷蔵ウォークインショーケースを用いたが、必ずしもこれに限られない。
例えば、冷却庫、第２冷却庫ともに冷凍用ショーケースを用いてもよい。
また、例えば、冷却庫、第２冷却庫ともに冷蔵用ショーケースを用いてもよい。
また、例えば、冷却庫に冷蔵用ショーケースを用い、第２冷却庫に冷凍用ショーケースを用いてもよい。

１０ 冷凍装置
２０、２２０、３２０ 冷凍機
２７ 三方弁（第１切換手段）
２８ ガスクーラ（凝縮器）
３０ 逆止弁
３１ 第１冷媒配管
３２ 第２冷媒配管
３３ 第１バイパス管
３４ 第３冷媒配管
３５ 第４冷媒配管
３６ 第２バイパス管
３７ 第２接続部
３８ 第１接続部
３９ 第２三方弁（第２切換手段）
４０、２４０、３４０ 冷凍ショーケース（冷却庫）
４１ 蒸発器
５０ 冷蔵ショーケース（第２冷却庫）
５１ 絞り機構
５２ 補助蒸発器
５６ 第２蒸発器
６０ 第２冷凍機
７０ 第２冷凍装置
８０ 制御部
９０ 第２制御部
１００、２００、３００ 冷凍システム
１１０ 統括制御部
３３９ 電磁弁

Claims (10)

1. 少なくとも圧縮機および凝縮器を備える冷凍機と、少なくとも蒸発器を備える冷却庫と、からなる冷凍装置において、
   前記圧縮機の下流と前記蒸発器の上流とを接続する第１バイパス管と、
   前記圧縮機の下流に設けられ、一方は前記圧縮機から前記凝縮器へ、他方は前記第１バイパス管を介して前記圧縮機から前記蒸発器へと冷媒流れ方向の切換えが可能な第１切換手段と、
   前記蒸発器の下流に直列に設けられる絞り機構および補助蒸発器と、を備え、
   前記補助蒸発器は、前記冷却庫の外であり、前記冷凍機および前記冷却庫を接続する冷媒配管系統とは別の冷媒配管系統からなる第２冷凍装置の第２冷却庫内に設けられることを特徴とする冷凍装置。
2. 前記冷凍装置は、前記蒸発器を除霜運転する場合、前記圧縮機から前記蒸発器へ冷媒が流れるよう前記第１切換手段を切換え、
   前記蒸発器を除霜した冷媒は、前記補助蒸発器において蒸発することを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
3. 前記冷凍装置は、
   前記補助蒸発器の下流に設けられる逆止弁と、
   前記絞り機構の上流と前記逆止弁の下流とを接続する第２バイパス管と、
   前記蒸発器の下流に設けられ、一方は前記第２バイパス管を介して前記蒸発器から前記圧縮機へ、他方は前記蒸発器から前記絞り機構および前記補助蒸発器へ冷媒流れ方向の切換えが可能な第２切換手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍装置。
4. 前記第２冷却庫は、第２蒸発器を備え、
   前記第２蒸発器を除霜運転する場合に、前記蒸発器の除霜運転を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の冷凍装置。
5. 前記冷却庫は、冷凍用のショーケースであり、
   前記第２冷却庫は、冷蔵用のウォークインショーケースであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の冷凍装置。
6. 前記第１切換手段は、圧縮機の下流と前記第１バイパス管とを接続する第１接続部に設けられる三方弁であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の冷凍装置。
7. 前記第２切換手段は、前記絞り機構の上流と前記第２バイパス管とを接続する第２接続部に設けられる三方弁であることを特徴とする請求項３に記載の冷凍装置。
8. 前記第２切換手段は、前記第２バイパス管に設けられる電磁弁と、前記絞り機構と、からなることを特徴とする請求項３に記載の冷凍装置。
9. 冷凍機および冷却庫を備える冷凍装置と、第２冷凍機および第２冷却庫を備える第２冷凍装置と、を少なくとも備える冷凍システムにおいて、
   それぞれの冷凍装置は、独立した冷媒配管系統を備え、
   前記冷凍装置は、
   前記圧縮機の下流と前記蒸発器の上流とを接続する第１バイパス管と、
   前記圧縮機の下流に設けられ、一方は前記圧縮機から前記凝縮器へ、他方は前記第１バイパス管を介して前記圧縮機から前記蒸発器へと冷媒流れ方向の切換えが可能な第１切換手段と、
   前記蒸発器の下流に直列に設けられる絞り機構および補助蒸発器と、を備え、
   前記補助蒸発器は、前記第２冷却庫内に設けられることを特徴とする冷凍システム。
10. 前記冷凍装置は、
    前記補助蒸発器の下流に設けられる逆止弁と、
    前記絞り機構の上流および前記逆止弁の下流を接続する第２バイパス管と、
    前記蒸発器の下流に設けられ、一方は前記第２バイパス管を介して前記蒸発器から前記圧縮機へ、他方は前記蒸発器から前記絞り機構および前記補助蒸発器へ冷媒流れ方向の切換えが可能な第２切換手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の冷凍システム。
    

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