JP7358131B2 - 冷媒冷却システム - Google Patents

Description

本開示は、冷媒冷却システムに関するものである。

飲料製品を製造する設備で炭酸ガス入りの飲料製品を製造する場合、飲料製品の元となる原水を炭酸ガスが溶解可能な温度まで冷却する必要がある。このため、炭酸ガス入りの飲料製品を製造する設備では、冷凍機で原水冷却用の冷媒を生成し、この冷媒で原水を冷却している。また、炭酸ガス入りの飲料製品を製造する設備では、炭酸ガスを溶解した原水を、低温の状態のまま容器に充填するため、容器自体も冷却され低温となる。このため、そのまま容器を段ボール等の梱包容器に梱包すると、容器の外表面に発生する結露によって梱包容器が損傷する可能性がある。このため、飲料製品を製造する設備では、製品液を充填された容器を蒸気等によって大気温度程度まで加熱している。

特許文献１には、冷却工程と、冷却原水への炭酸ガスを圧入するカーボネーション工程と、瓶詰め（ないし缶詰め）工程と、瓶詰めないし缶詰め後の加熱工程と、包装工程とから、炭酸含飲料を製造する炭酸含飲料製造工場が開示されている。特許文献１では、加熱工程からの加熱排水を導入して冷ブラインを得る冷却器を備え、この冷却器で得られた冷ブラインによって、冷却工程を行っている。

特開平１１－１３０１９５号公報

特許文献１の構成では、蒸発器で生成した冷ブラインを直接熱交換器へ送っている。換言すれば、蒸発器と熱交換器とは冷ブライン循環路のみで接続されている。このような構成では、熱交換器で熱交換する相手方（特許文献１では、混合糖液）の生産ラインの負荷が変動し、熱交換器から戻ってくる冷媒の温度が急激に変動した場合に、変動を緩和できずに、冷凍機へ導入される冷媒の温度が不安定となってしまう可能性があった。
また、このような課題は、飲料製品を製造する設備以外にも、冷媒を冷却するシステムを備える設備全般に当てはまる。

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、低段冷凍機へ導かれる冷却用冷媒の温度を安定させることができる冷媒冷却システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示の冷媒冷却システムは以下の手段を採用する。
本開示の一態様に係る冷媒冷却システムは、冷却用冷媒を冷却する高段冷凍機と、前記高段冷凍機で冷却した冷却用冷媒を貯留する中温槽と、前記中温槽から排出された冷却用冷媒が供給され、冷却用冷媒を冷却する低段冷凍機と、前記低段冷凍機で冷却した冷却用冷媒であって、前記中温槽に貯留されている冷却用冷媒よりも温度が低い冷却用冷媒を貯留する低温槽と、前記低温槽から排出された冷却用冷媒を供給先へ導く供給配管と、前記供給先から排出された冷却用冷媒が導かれ、前記中温槽に貯留されている冷却用冷媒よりも温度が高い冷却用冷媒を貯留する高温槽と、前記高温槽に貯留されている冷却用冷媒を前記高段冷凍機へと導く高温配管と、前記中温槽に貯留されている冷却用冷媒を前記高段冷凍機へと導き、前記高温配管と合流する第１中温配管と、前記中温槽に貯留されている冷却用冷媒を前記低段冷凍機へと導く第２中温配管と、前記低温槽に貯留されている冷却用冷媒を前記低段冷凍機へと導き、前記第２中温配管と合流する低温配管と、を備えている。

本開示によれば、低段冷凍機へ導かれる冷却用冷媒の温度を安定させることができる。

本開示の一実施形態に係る飲料製品製造設備において炭酸ガス入りの飲料製品を製造する工程を示す図である。 本開示の一実施形態に係る飲料製品製造設備の全体を示す構成図である。 図２の飲料製品製造設備の高温側冷却部を示す構成図である。 図２の飲料製品製造設備の要部を示す構成図である。 図２の飲料製品製造設備の要部を示す構成図である。 図２の飲料製品製造設備の要部を示す構成図である。 図２の飲料製品製造設備に適用される制御装置を示すブロック図である。 図２の飲料製品製造設備に適用されるブライン制御部を示すブロック図である。 図２の飲料製品製造設備に適用される温水制御部を示すブロック図である。 図２の飲料製品製造設備に適用される冷水制御部を示すブロック図である。 温水温度と低段冷凍機負荷率をの関係を示すグラフである。 第１温度センサ設定温度と、圧縮機の起動後の経過時間との関係を示すグラフである。 第２温度センサ設定温度と、圧縮機の起動後の経過時間との関係を示すグラフである。 図２の飲料製品製造設備に適用される制御装置が行うブライン冷凍機運転処理を示すフローチャートである。 図２の飲料製品製造設備に適用される制御装置が行う温水タンク及び加熱部の運転処理を示すフローチャートである。 図２の飲料製品製造設備に適用される制御装置が行う冷凍機システムの運転処理を示すフローチャートである。 図２の飲料製品製造設備に適用される制御装置が行う冷凍機システムの運転処理を示すフローチャートである。 図２の飲料製品製造設備に適用される制御装置が行う冷凍機システムの運転処理を示すフローチャートである。 図２の飲料製品製造設備に適用される制御装置が行う冷凍機システムの運転処理を示すフローチャートである。 冷水冷凍機の合計負荷と冷水冷凍機の運転台数との関係を示すグラフである。

以下に、本開示に係る冷媒冷却システムの一実施形態について、図面を参照して説明する。

本実施形態では、冷媒冷却システムを飲料製品製造設備１に適用した例について説明する。なお、本開示に係る冷媒冷却システムの適用先は、飲料製品製造設備に限られない。本開示に係る冷媒冷却システムは、冷却された冷媒を用いる設備であれば、何れの設備であってもよく、例えば、他の飲食物製造設備に用いてもよく、また、飲食物以外の製造設備に用いてもよい。
本実施形態に係る飲料製品製造設備１は、炭酸ガス入りの飲料製品を製造可能とされている。飲料製品製造設備１は、以下の工程によって炭酸ガス入りの飲料製品を製造する。
図１に示すように、まず、飲料製品の原料となる原水を第１冷却工程で冷却する。次に、脱気工程で冷却した原水を脱気する。次に、調合工程で、脱気した原水にシロップ等を調合する。次に、第２冷却工程で、シロップ等を調合した原水を冷却する。次に、炭酸注入工程で、冷却されたシロップ等を含んだ原水に炭酸ガスを注入し、製品液を生成する。次に、充填工程で、製品液を瓶等の容器に充填する。次に、加熱工程で、容器に充填された製品液（以下、「飲料製品」と称する。）を加熱する。次に、箱詰め工程で、加熱した飲料製品を段ボール等の梱包容器に梱包する。そして、出荷工程で、梱包された飲料製品を出荷する。

飲料製品製造設備１は、炭酸ガス入りの飲料製品を製造するラインを２つ備えている。以下の説明では、２つのラインを第１ライン及び第２ラインと称する。また、飲料製品製造設備１は、第１ライン及び第２ライン以外の他のラインを備えている。他のラインとは、例えば、原料の抽出や調合や液処理を行う無菌充填ラインが挙げられる。

第１ラインと第２ラインとは、大部分で独立した並列のラインとなっているが、一部の装置を共有している。詳細には、第１ラインと第２ラインとは、後述する高温側冷却部１０に設けられた冷凍機（高段冷水冷凍機１１及び低段冷水冷凍機１２）、冷水タンク１３、低温側冷却部６０のブライン冷凍機６１、ブラインタンク６２及び加熱部８０の温水タンク８１を共有している。第１ライン及び第２ラインの独立している構造は、略同一であるので、以下では、主に第１ラインの説明をし、第２ラインの説明を適宜省略する。

飲料製品製造設備１の第１ラインは、図２に示すように、第１冷却工程（Ｐ１）で原水を冷却する高温側冷却部１０と、脱気工程（Ｐ２）、調合工程（Ｐ３）及び炭酸注入工程（Ｐ５）を行うＤＢＳ装置４０と、第２冷却工程（Ｐ４）で原水を冷却する低温側冷却部６０と、充填工程（Ｐ６）で容器に製品液を充填する充填機（図示省略）と、加熱工程（Ｐ７）で飲料製品を加熱する加熱部８０と、箱詰工程（Ｐ８）で飲料製品を梱包容器に梱包する箱詰機（図示省略）と、を備える。また、飲料製品製造設備１は、原水を貯留する原水タンク２を備えている（図４参照）。原水タンク２は、所定の処理が施された原水を貯留している。原水タンク２内に貯留されている原水の温度は、大気の温度と略同一となっている。なお、梱包容器に梱包された飲料製品は、出荷工程（Ｐ９）で出荷される。

高温側冷却部１０は、原水タンク２から送水されてきた原水を冷水（冷却用冷媒）によって冷却する。高温側冷却部１０で冷却された原水は、配管を介してＤＢＳ装置４０へ送られる（図３参照）。
高温側冷却部１０は、図２に示すように、冷水を生成する２台の高段冷凍機１１と、冷水を生成する２台の低段冷凍機１２と、高段冷凍機１１及び低段冷凍機１２で生成された冷水を貯留する冷水タンク１３と、冷水タンク１３からの冷水で原水を冷却する高温側熱交換器（供給先）１４と、を有している。なお、２台の高段冷凍機１１は、並列に配置されており略同一の機能を有しているので、以下の説明ではまとめて高段冷凍機１１として説明する。また、図２以外の図面では、２台の高段冷凍機１１をまとめて図示している。また、２台の低段冷凍機１２も同様に、低段冷凍機１２としてまとめて説明する。また、図２以外の図面では、２台の低段冷凍機１２をまとめて図示している。

高段冷凍機１１及び低段冷凍機１２は、ターボ式の冷凍機であって、負荷率が３０％以下でも停止せずに運転を継続する超低負荷に対応可能な冷凍機である。詳細には、負荷率０％近傍でも停止せずに運転可能な冷凍機である。また、高段冷凍機１１及び低段冷凍機１２、各々、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器（すべて図示省略）を有していて、各装置を接続する循環配管内を冷媒が循環している。高段冷凍機１１及び低段冷凍機１２は、圧縮機を駆動する電動機がインバータで制御されており、圧縮機の回転数を制御可能とされている。
高段冷凍機１１及び低段冷凍機１２は、蒸発器で冷媒と冷水とを熱交換することで冷水を冷却している。蒸発器で冷却された冷水は、高段冷凍機１１及び低段冷凍機１２から排出され、図２及び図３に示すように、冷水タンク１３へ導かれる。高段冷凍機１１及び低段冷凍機１２は、凝縮器で冷媒と水とを熱交換することで、冷媒を冷却するとともに、水を加熱する。高段冷凍機１１の凝縮器で加熱された水（以下、各冷凍機で加熱された水を「温水」と称する）は、第１冷却塔５１へ送られ冷却される。第１冷却塔５１で冷却された温水は高段冷凍機１１へ戻される。また、低段冷凍機１２の凝縮器で加熱された温水は、加熱部８０及び第２冷却塔５２を経て、低段冷凍機１２へ戻される。加熱部８０及び第２冷却塔５２の詳細については後述する。

冷水タンク１３は、図３に示すように、高段冷凍機１１及び低段冷凍機１２から供給される冷水を貯留するとともに、貯留している冷水を第１ライン及び第２ラインに設けられた高温側熱交換器２１４へ供給する。冷水タンク１３は、低温の冷水が貯留される低温槽１５と、中温の冷水が貯留される中温槽１６と、高温の冷水が貯留される高温槽１７とを有している。低温槽１５と中温槽１６とは第１冷水隔壁１８で隔てられている。また、中温槽１６と高温槽１７とは、第２冷水隔壁１９で隔てられている。第１冷水隔壁１８には、低温槽１５と中温槽１６とを連通する第１堰部１８ａが形成されている。第１堰部１８ａは、第１冷水隔壁１８を貫通する貫通孔であり、弁などは設けられていない。第１堰部１８ａは、第１冷水隔壁１８の上部に形成されている。第２冷水隔壁１９には、中温槽１６と高温槽１７とを連通する第２堰部１９ａが形成されている。第２堰部１９ａは、第２冷水隔壁１９を貫通する貫通孔であり、弁などは設けられていない。第２堰部１９ａは、第２冷水隔壁１９の上部に形成されている。各堰部の流路面積は、各槽から冷水が排出されない状態において、冷凍機から冷水が供給され続けたとしても、堰部を介して隣接する槽へ冷水を移動させることで、各槽から冷水が溢れない面積とされている。また、中温槽１６には、中温槽１６に貯留されている冷水の温度を計測する中温槽温度センサ１６ａが設けられている。

次に、高段冷凍機１１及び低段冷凍機１２と、冷水タンク１３との接続について、図３から図５を用いて説明する。なお、図４及び図５では、図示の関係上、低段冷凍機１２及び高段冷凍機１１をまとめて図示し、冷凍機と冷水タンク１３とを接続する配管の一部を省略して図示している。
図３に示すように、高段冷凍機１１と高温槽１７とは、高温槽排出配管（高温配管）２０によって接続されている。高温槽排出配管２０は、高温槽１７から排出された冷水を高段冷凍機１１へ導く。また、中温槽１６と高温槽排出配管２０の途中位置とは、第１中温槽排出配管（第１中温配管）２１が接続されている。中温槽１６から排出された冷水は、第１中温槽排出配管２１を流通した後に高温槽排出配管２０に合流し、高温槽排出配管２０を介して高段冷凍機１１へ導かれる。また、高温槽排出配管２０には、第１中温槽排出配管２１との合流地点よりも上流側（高温槽１７側）に、高温槽排出配管弁（高温配管弁）２０ａが設けられている。また、第１中温槽排出配管２１との合流地点よりも下流側（高段冷凍機１１側）には、内部を流通する冷水の温度を計測する第１温度センサ（第１温度検出部）２０ｂ及び高段側ポンプ２０ｃが設けられている。第１温度センサ２０ｂは、高段側ポンプ２０ｃの上流側に設けられている。第１中温槽排出配管２１には、第１中温槽排出配管弁（第１中温配管弁）２１ａが設けられている。高温槽排出配管弁２０ａ及び第１中温槽排出配管弁２１ａは、開度を調整することで、高温槽排出配管２０及び第１中温槽排出配管２１を流通する冷水の流量を調整可能な流量調整弁である。また、高段冷凍機１１と中温槽１６とは、中温槽供給配管２２が接続されている。中温槽供給配管２２は、高段冷凍機１１で冷却され、高段冷凍機１１から排出された冷水を中温槽１６へ導く。

低段冷凍機１２と中温槽１６とは、第２中温槽排出配管（第２中温配管）２３によって接続されている。第２中温槽排出配管２３は、中温槽１６から排出された冷水を低段冷凍機１２へ導く。また、低温槽１５と第２中温槽排出配管２３の途中位置とは、低温槽排出配管（低温配管）２４が接続されている。低温槽１５から排出された冷水は、低温槽排出配管２４を流通した後に第２中温槽排出配管２３に合流し、第２中温槽排出配管２３を介して低段冷凍機１２へ導かれる。また、第２中温槽排出配管２３には、低温槽排出配管２４との合流地点よりも上流側（中温槽１６側）に、第２中温槽排出配管弁（第２中温配管弁）２３ａが設けられている。また、低温槽排出配管２４との合流地点よりも下流側（低段冷凍機１２側）には、内部を流通する冷水の温度を計測する第２温度センサ（第２温度検出部）２３ｂ及び低段側ポンプ２３ｃが設けられている。第２温度センサ２３ｂは、低段側ポンプ２３ｃの上流側に設けられている。低温槽排出配管２４には、低温槽排出配管弁（低温配管弁）２４ａが設けられている。第２中温槽排出配管弁２３ａ及び低温槽排出配管弁２４ａは、開度を調整することで、第２中温槽排出配管２３及び低温槽排出配管２４を流通する冷水の流量を調整可能な流量調整弁である。また、低段冷凍機１２と低温槽１５とは、低温槽供給配管２５が接続されている。低温槽供給配管２５は、低段冷凍機１２で冷却され、低段冷凍機１２から排出された冷水を低温槽１５へ導く。

高温側熱交換器１４は、図４に示すように、原水タンク２から第１原水配管２６を介して導かれた原水と、冷水タンク１３から導かれた冷水とを熱交換させるプレート熱交換器である。高温側熱交換器１４は、原水と冷水とを熱交換することで、原水を冷却するとともに、冷水を加熱する。高温側熱交換器１４で冷却された原水は、第２原水配管２７を介して後述するディアレータ４１に導かれる。第２原水配管２７には、内部を流通する原水の温度を計測する原水温度センサ２７ａが設けられている。

次に、冷水タンク１３と高温側熱交換器１４との接続について、図３から図５を用いて説明する。なお、図４では、図示の関係上、第１ラインを図示し、第２ラインの図示を省略している。また、図５では、図示の関係上、後述の第１冷水バイパス配管３３及び第２冷水バイパス配管３４の図示を省略している。
図３に示すように、低温槽１５と第１ラインに設けられた高温側熱交換器１４とは、第１冷水供給配管２８によって接続されている。第１冷水供給配管２８は、低温槽１５から排出された冷水を第１ラインの高温側熱交換器１４へ導く。第１冷水供給配管２８には、上流側から順番に、第１冷水供給ポンプ２８ａ、第１冷水供給配管開閉弁２８ｂ及び第１冷水供給配管調整弁２８ｃが設けられている。また、低温槽１５と第２ラインに設けられている高温側熱交換器２１４とは、第２冷水供給配管（第２供給配管）２９によって接続されている。第２冷水供給配管２９は、低温槽１５から排出された冷水を第２ラインの高温側熱交換器２１４へ導く。第２冷水供給配管２９には、上流側から順番に第２冷水供給ポンプ２９ａ、第２冷水供給配管開閉弁２９ｂ及び第２冷水供給配管調整弁２９ｃが設けられている。また、低温槽１５には、他のラインへと接続される第３冷水供給配管３０が接続されている。第３冷水供給配管３０を介して他のラインへ導かれた冷水は、他のラインで利用される。

第１ラインの高温側熱交換器１４と高温槽１７とは第１高温槽供給配管３１によって接続されている。第１高温槽供給配管３１は、第１ラインの高温側熱交換器１４で熱交換を終えた冷水を高温槽１７へ導く。また、第２ラインの高温側熱交換器２１４と第１高温槽供給配管３１の途中位置とは、第２高温槽供給配管３２によって接続されている。第２ラインの高温側熱交換器２１４から排出された冷水は、第２高温槽供給配管３２を流通した後に第１高温槽供給配管３１に合流し、第１高温槽供給配管３１を介して高温槽１７へ導かれる。また、第１高温槽供給配管３１には、他のラインで利用された冷水が合流する。すなわち、他のラインで利用された冷水は、第１高温槽供給配管３１を介して冷水タンク１３へ戻される。

また、第１冷水供給配管２８の途中位置（詳細には、第１冷水供給ポンプ２８ａと第１冷水供給配管開閉弁２８ｂとの間の位置）からは、第１冷水バイパス配管３３が分岐している。第１冷水バイパス配管３３は、第１冷水供給配管２８と第１高温槽供給配管３１とを接続している。すなわち、第１ラインの高温側熱交換器１４をバイパスするように設けられている。第１冷水バイパス配管３３には、第１冷水バイパス配管開閉弁３３ａが設けられている。また、第２冷水供給配管２９の途中位置（詳細には、第２冷水供給ポンプ２９ａと第２冷水供給配管開閉弁２９ｂとの間の位置）からは、第２冷水バイパス配管３４が分岐している。第２冷水バイパス配管３４は、第２冷水供給配管２９と第２高温槽供給配管３２とを接続している。すなわち、第２ラインの高温側熱交換器２１４をバイパスするように設けられている。第２冷水バイパス配管３４には、第２冷水バイパス配管開閉弁３４ａが設けられている。

ＤＢＳ装置４０は、脱気工程を行うディアレータ４１と、調合工程を行うブレンダ４２と、炭酸注入工程を行うサチュレータ４３と、を備えている。
ディアレータ４１は、高温側熱交換器１４で冷却された原水を容器内で散布するとともに、真空ポンプ４４によって容器内を真空引きすることで、原水を脱気する。ディアレータ４１で脱気された原水は、第３原水配管４５を介してブレンダ４２に導かれる。第３原水配管４５には、原水ポンプ４５ａが設けられている。ブレンダ４２は、原水とシロップとを混合する装置である。詳細には、ブレンダ４２は、ディアレータ４１で脱気された原水に対して、シロップ配管４６を介して供給されるシロップを調合する。ブレンダ４２でシロップを調合された原水は、第４原水配管４７を介して低温側熱交換器６３へ導かれる。サチュレータ４３は、低温側熱交換器６３で冷却された原水が第５原水配管４８を介して供給される。サチュレータ４３は、低温側熱交換器６３で冷却された原水に対して、炭酸ガス配管４９を介して供給される炭酸ガスを注入する。サチュレータ４３で炭酸ガスを注入された原水は、製品液として製品液配管５０を介して充填機へ導かれる。

ディアレータ４１、ブレンダ４２、サチュレータ４３及び後述する低温側熱交換器６３は、各装置を接続する配管を含めてＤＢＳユニットとしてユニット化されている。すなわち、各装置同士が近接するようにコンパクトにまとめられており、各装置を接続する配管も短い。

低温側冷却部６０は、ブレンダ４２から送水されてきた原水をブラインによって冷却する。低温側冷却部６０で冷却された原水は、上述のようにサチュレータ４３へ送られる。
低温側冷却部６０は、図４及び図５に示すように、ブラインを冷却するブライン冷凍機６１と、ブライン冷凍機６１で生成されたブラインを貯留するブラインタンク６２と、ブラインタンク６２からのブラインで原水を冷却する低温側熱交換器６３と、を有している。

ブライン冷凍機６１は、ターボ式の冷凍機であって、負荷率が３０％以下でも停止せずに運転を継続する超低負荷に対応可能な冷凍機である。詳細には、負荷率０％近傍でも停止せずに運転可能な冷凍機である。また、ブライン冷凍機６１、各々、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器（すべて図示省略）を有していて、各装置を接続する循環配管内を冷媒が循環している。ブライン冷凍機６１は、圧縮機を駆動する電動機がインバータで制御されており、圧縮機の回転数を制御可能とされている。
ブライン冷凍機６１は、蒸発器で冷媒とブラインとを熱交換することでブラインを冷却している。蒸発器で冷却されたブラインは、ブライン冷凍機６１から排出され、図４及び図５に示すように、ブラインタンク６２へ導かれる。ブライン冷凍機６１は、凝縮器で冷媒とブラインとを熱交換することで、冷媒を冷却するとともに、ブラインを加熱する。ブライン冷凍機６１の凝縮器で加熱されたブラインは、ブライン冷却塔へ送られ冷却される。ブライン冷却塔で冷却されたブラインはブライン冷凍機６１へ戻される。なお、図２では、図示の関係上、第１冷却塔５１とブライン冷却塔とをまとめて図示している。

ブラインタンク６２は、ブラン冷凍機から供給されるブラインを貯留するとともに、貯留しているブラインを第１ライン及び第２ラインに設けられた低温側熱交換器２６３へ供給する。ブラインタンク６２は、低温のブラインが貯留される低温ブライン槽６４と、高温の冷水が貯留される高温ブライン槽６５とを有している。低温ブライン槽６４と高温ブライン槽６５とはブライン隔壁６６で隔てられている。ブライン隔壁６６には、低温ブライン槽６４と高温ブライン槽６５とを連通する堰部（図示省略）が形成されている。堰部は、ブライン隔壁６６を貫通する貫通孔であり、弁などは設けられていない。堰部は、ブライン隔壁６６の上部に形成されている。堰部の流路面積は、各槽からブラインが排出されない状態において、冷凍機からブラインが供給され続けたとしても、堰部を介して隣接する槽へブラインを移動させることで、各槽からブラインが溢れない面積とされている。

ブライン冷凍機６１と高温ブライン槽６５とは、冷凍機供給側配管６７によって接続されている。冷凍機供給側配管６７は、高温ブライン槽６５から排出されたブラインをブライン冷凍機６１へ導く。冷凍機供給側配管６７には第３ブラインポンプ６７ａが設けられている。また、ブライン冷凍機６１と低温槽１５とは、冷凍機排出側配管６８が接続されている。冷凍機排出側配管６８は、ブライン冷凍機６１で冷却され、ブライン冷凍機６１から排出されたブラインを低温槽１５へ導く。

低温側熱交換器６３は、ブレンダ４２から第４原水配管４７を介して導かれた原水と、ブラインタンク６２から導かれたブラインとを熱交換させるプレート熱交換器である。低温側熱交換器６３は、原水とブラインとを熱交換することで、原水を冷却するとともに、ブラインを加熱する。

次に、ブラインタンク６２と低温側熱交換器６３との接続について、図４及び図５を用いて説明する。なお、図４では、図示の関係上、第１ラインを図示し、第２ラインの図示を省略している。また、図５では、図示の関係上、後述のブラインバイパス配管の図示を省略している。
図４及び図５に示すように、低温ブライン槽６４と第１ラインに設けられている低温側熱交換器６３とは、第１ブライン供給配管６９によって接続されている。第１ブライン供給配管６９は、低温ブライン槽６４から排出されたブラインを第１ラインの低温側熱交換器６３へ導く。第１ブライン供給配管６９には、上流側から順番に、第１ブライン温度センサ６９ａ及び第１ブラインポンプ６９ｂが設けられている。また、低温ブライン槽６４と第２ラインに設けられている低温側熱交換器２６３とは、第２ブライン供給配管７０によって接続されている。第２ブライン供給配管７０は、低温ブライン槽６４から排出されたブラインを第２ラインの低温側熱交換器２６３へ導く。第２ブライン供給配管７０には、上流側から順番に第２ブライン温度センサ７０ａ及び第２ブラインポンプ７０ｂが設けられている。

第１ラインの低温側熱交換器６３と高温ブライン槽６５とは第１ブライン排出配管７１によって接続されている。第１ブライン排出配管７１は、第１ラインの低温側熱交換器６３で熱交換を終えたブラインを高温槽１７へ導く。第１ブライン排出配管７１には、内部を流通するブラインの流量を調整する第１ブライン排出配管弁７１ａが設けられている。また、第２ラインの低温側熱交換器２６３と第１ブライン排出配管７１の途中位置とは、第２ブライン排出配管７２によって接続されている。第２ラインの低温側熱交換器２６３から排出されたブラインは、第２ブライン排出配管７２を流通した後に第１ブライン排出配管７１に合流し、第１ブライン排出配管７１を介して高温ブライン槽６５へ導かれる。第２ブライン排出配管７２には、内部を流通するブラインの流量を調整する第２ブライン排出配管弁７２ａが設けられている。

また、第１ブライン排出配管７１の途中位置（詳細には、第１ブライン排出配管７１流量調整弁よりも上流側の位置）からは、第１ブラインバイパス配管７３が分岐している。第１ブラインバイパス配管７３は、第１ブライン排出配管７１と第１ブライン供給配管６９とを接続している。すなわち、ブラインタンク６２をバイパスするように設けられている。第１ブラインバイパス配管７３には、内部を流通するブラインの流量を調整する第１ブラインバイパス配管弁７３ａが設けられている。また、第２ブライン排出配管７２の途中位置（詳細には、第２ブライン排出配管７２流量調整弁よりも上流側の位置）からは、第２ブラインバイパス配管（図示省略）が分岐している。第２ブラインバイパス配管には、内部を流通するブラインの流量を調整する第２ブラインバイパス配管弁７４ａが設けられている。

図５に示すように、第２ラインにおいても、第１ラインと同様に、高温側熱交換器１４で熱交換された原水は、ディアレータ４１に導かれ、ディアレータ４１で脱気される。また、ディアレータ４１で脱気された原水は、ブレンダ４２に導かれ、ブレンダ４２でシロップを調合される。その後、低温側熱交換器６３で再度冷却された原水は、サチュレータ４３に導かれる。
このように、第１ラインと第２ラインとは、高段冷凍機１１及び低段冷凍機１２、冷水タンク１３、ブライン冷凍機６１及びブラインタンク６２を共有している。

加熱部８０は、低段冷凍機１２からの排熱を利用して飲料製品を加熱する。加熱部８０は、低段冷凍機１２の凝縮部で加熱された温水を貯留する温水タンク８１と、温水タンク８１からの温水と加熱水とを熱交換するウォーマ熱交換器８２と、加熱水によって飲料製品を加熱する加熱槽８３と、を備えている。ウォーマ熱交換器８２で熱交換した温水は、第２冷却塔５２で冷却されてから、低段冷凍機１２へ戻される。第２冷却塔５２は、冷却塔熱交換器５３と、ファン５４とを有している。

温水タンク８１は、低段冷凍機１２から供給される温水を貯留するとともに、貯留している温水を第１ライン及び第２ラインに設けられたウォーマ熱交換器（図示省略）へ供給する。温水タンク８１は、低温の温水が貯留される低温温水槽８４と、高温の温水が貯留される高温温水槽８５とを有している。低温温水槽８４と高温温水槽８５とは温水隔壁８６で隔てられている。温水隔壁８６には、低温温水槽８４と高温温水槽８５とを連通する堰部（図示省略）が形成されている。堰部は、温水隔壁８６を貫通する貫通孔であり、弁などは設けられていない。堰部は、温水隔壁８６の上部に形成されている。堰部の流路面積は、各槽から温水が排出されない状態において、冷凍機から温水が供給され続けたとしても、堰部を介して隣接する槽へ温水を移動させることで、各槽から温水が溢れない面積とされている。また、高温温水槽８５には、高温温水槽８５に貯留されている温水の温度を計測する第１温水温度センサ８５ａが設けられている。

低段冷凍機１２と高温温水槽８５とは、高温温水槽供給配管８７によって接続されている。高温温水槽供給配管８７には、高温温水槽供給配管弁８７ａが設けられている。高温温水槽供給配管８７の途中位置からは、低温温水槽供給配管８８が分岐している。詳細には、高温温水槽供給配管弁８７ａの上流側で、低温温水槽供給配管８８が分岐している。低温温水槽供給配管８８は、高温温水槽供給配管８７と低温温水槽８４とを接続している。低温温水槽供給配管８８には、低温温水槽供給配管弁８８ａが設けられている。

また、低段冷凍機１２と冷却塔熱交換器５３とは第１温水戻り配管８９によって接続されている。第１温水戻り配管８９には、温水排出ポンプ８９ａが設けられている。冷却塔熱交換器５３は、温水と第２冷却塔５２に設けられたファン５４によって送られてくる外気とを熱交換することで温水を冷却する。また、冷却塔熱交換器５３と低段冷凍機１２とは、第２温水戻り配管９０によって接続されている。第２温水戻り配管９０には内部を流通する温水の温度を計測する第２温水温度センサ９０ａが設けられている。

ウォーマ熱交換器８２は、高温温水槽８５からの温水と加熱水とを熱交換するプレート熱交換器である。ウォーマ熱交換器８２は、温水と加熱水とを熱交換することで、温水を冷却するとともに、加熱水を加熱している。
高温温水槽８５と第１ラインに設けられているウォーマ熱交換器８２とは、第１温水供給配管９１によって接続されている。第１温水供給配管９１には温水供給ポンプ９１ａが設けられている。ウォーマ熱交換器８２と低温温水槽８４とは温水排出配管９３によって接続されている。また、高温温水槽８５と第２ラインに設けられているウォーマ熱交換器（図示省略）とは、第２温水供給配管９２によって接続されている。

加熱槽８３は、複数の槽（第１槽から第ｎ槽）を有している。複数の槽には、各々、加熱水が貯留されている。加熱部８０は、各槽に貯留されている加熱水を、充填機で製品液を充填された容器（飲料製品）へ散布することで、飲料製品を加熱する。複数の槽のうち、第３槽８３ｃのみがウォーマ熱交換器８２と接続されている。具体的には、ウォーマ熱交換器８２と第３槽８３ｃとは、加熱水供給配管９４及び加熱水排出配管９５によって接続されている。加熱水排出配管９５には加熱水ポンプ９５ａが設けられている。また、第３槽８３ｃには、第３槽８３ｃに貯留されている加熱水の温度を計測する加熱水温度センサ９７が設けられている。また、第３槽８３ｃには、蒸気供給配管９６を介して蒸気が供給される。

また、飲料製品製造設備１は、制御装置１００が設けられている。制御装置１００は、各温度センサが計測した計測結果を受信するとともに、各冷凍機、各ポンプ及び各弁等を制御する。
制御装置１００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等である。

制御装置１００は、図７に示すように、ブライン制御部１０１と、原水温度制御部１０８と、温水制御部１１０と、冷水制御部１２０と、を備えている。

ブライン制御部１０１は、図８に示すように、第１温度決定部１０２と、第２温度決定部１０３と、冷凍機温度決定部１０４と、第１ブライン温度制御部１０５と、第２ブライン温度制御部１０６と、冷凍機制御部１０７と、を有している。
第１温度決定部１０２は、第１ラインの低温側熱交換器６３に供給されるブラインの温度を決定する。第２温度決定部１０３は、第２ラインの低温側熱交換器２６３に供給されるブラインの温度を決定する。冷凍機温度決定部１０４は、第１温度決定部１０２が決定した温度と第２温度決定部１０３が決定した温度とに基づいて、ブライン冷凍機６１から排出されるブラインの温度を決定する。第１ブライン温度制御部１０５は、ブラインタンク６２から第１ラインの低温側熱交換器６３へ導かれるブラインの温度が、第１温度決定部１０２が決定した温度となるように、第１ブライン排出配管弁７１ａ及び第１ブラインバイパス配管弁７３ａの開度を制御する。第２ブライン温度制御部１０６は、ブラインタンク６２から第２ラインの低温側熱交換器２６３へ導かれるブラインの温度が、第２温度決定部１０３が決定した温度となるように、第２ブライン排出配管弁７２ａ及び第２ブラインバイパス配管弁７４ａの開度を制御する。冷凍機制御部１０７は、ブライン冷凍機６１から排出されるブラインの温度が、冷凍機温度決定部１０４が決定した温度となるように、ブライン冷凍機６１を制御する。

ブライン制御部１０１は、以下のように作動する。第１温度決定部１０２は、第１ラインに設けられたＤＢＳ装置４０からの要求に基づいて、第１ラインの低温側熱交換器６３に供給されるブラインの温度を決定する。また、第２温度決定部１０３は、第２ラインに設けられたＤＢＳ装置（図５に示すディアレータ２４１やブレンダ２４２等）からの要求に基づいて、第１ラインの低温側熱交換器６３に供給されるブラインの温度を決定する。また、冷凍機温度決定部１０４は、第１温度決定部１０２が決定した温度と、第２温度決定部１０３が決定した温度と比較して、低い方の温度をブライン冷凍機６１から排出されるブラインの温度（以下、「ブライン冷凍機６１出口温度」と称する。）として決定する。このとき、ブライン制御部１０１は、ブライン冷凍機６１出口温度の設定温度の判定を行う。具体的には、現状のブライン冷凍機６１出口温度と、新たに決定したブライン冷凍機６１出口温度とを比較する。新たに決定したブライン冷凍機６１温度が、現状のブライン冷凍機６１出口温度と同じ場合には、現状のまま何も行わない。一方、新たに決定したブライン冷凍機６１温度が現状のブライン冷凍機６１出口温度と異なる場合には、ブライン冷凍機６１出口温度の設定を変更する。そして、冷凍機制御部１０７が、ブライン冷凍機６１から排出されるブラインの温度が、冷凍機温度決定部１０４が決定した温度となるように、ブライン冷凍機６１を制御する。詳細には、ブライン冷凍機６１に設けられた圧縮機の回転数を調整する。このように、ブライン冷凍機６１出口温度は一定とされているので、ハンチングを防止することができる。

また、第１ブライン温度制御部１０５は、ブラインタンク６２から第１ラインの低温側熱交換器６３へ導かれるブラインの温度が、第１温度決定部１０２が決定した温度（本実施形態では、一例として－１℃）となるように、第１ブライン排出配管弁７１ａ及び第１ブラインバイパス配管弁７３ａの開度を制御する。すなわち、第１ブライン排出配管７１を流通する低温槽１５からの低温のブラインと、第１ブラインバイパス配管７３を流通する熱交換器から排出された高温のブラインとの混合比率を調整することで、第１ラインの低温側熱交換器６３へ導かれるブラインの温度を調整する。第１ブライン温度制御部１０５は、第１ブライン排出配管弁７１ａの開度と、第１ブラインバイパス配管弁７３ａの開度とを足した開度が１００％なるように制御してもよい。
また、第２ブライン温度制御部１０６は、ブラインタンク６２から第２ラインの低温側熱交換器２６３へ導かれるブラインの温度が、第２温度決定部１０３が決定した温度となるように、第２ブライン排出配管弁７２ａ及び第２ブラインバイパス配管弁７４ａの開度を制御する。第２ブライン温度制御部１０６がブラインの温度を調整する方法は、第１ブライン温度制御部１０５と略同様なので、詳細な説明は省略する。

また、原水温度制御部１０８は、原水温度センサ２７ａが計測した温度に基づいて、第１冷水供給配管２８流量調整弁の開度を調整する。詳細には、原水温度センサ２７ａが計測した温度が原水温度制御部１０８に送信され、原水温度制御部１０８は、原水温度センサ２７ａが計測する温度が所定の温度（本実施形態では、一例として１０℃）となるように、第１冷水供給配管２８流量調整弁の開度を調整する。なお、所定の温度は、上記例に限定されない。１０℃から２０℃の間であれば好適である。

また、温水制御部１１０は、図９に示すように、切換制御部１１１と、ファン制御部１１２と、温水供給ポンプ制御部１１３と、を有している。温水制御部１１０は、加熱部８０で飲料製品の加熱を行う加熱モードと、低段冷凍機１２に供給されるブラインの温度を低下させる冷却モードとを有している。低段冷凍機１２の負荷率が３０％以上の場合には、加熱モードで運転する。また、低段冷凍機１２の負荷率が３０％より低い場合（超低負荷運転時の場合）には、冷却モードで運転する。

切換制御部１１１は、低温温水槽８４へ温水が導かれるように高温温水槽供給配管弁８７ａ及び低温温水槽供給配管弁８８ａの開度を制御することで、温水の行き先を切り換える。詳細には、加熱モードでは、高温温水槽８５へ温水が供給されるようにし、冷却モードでは低温温水槽８４へ温水が供給されるようにする。

冷却モードでは、切換制御部１１１は、高温温水槽供給配管弁８７ａを全閉状態とし、低温温水槽供給配管弁８８ａを全開状態とする。また、冷却モードでは、ファン制御部１１２は、第２温水温度センサ９０ａが計測する温水の温度（換言すれば、低段冷凍機１２の入口温度）が所定の温水温度（２５℃程度）となるように、第２冷却塔５２のファン５４の回転数を調整する。なお、冷却モードでは、温水供給ポンプ９１ａは停止している。

加熱モードでは、切換制御部１１１は、高温温水槽供給配管弁８７ａを全開状態とし、低温温水槽供給配管弁８８ａを全閉状態とする。また、冷却モードでは、ファン制御部１１２は、第２温水温度センサ９０ａが計測する温水の温度が所定の温水温度（３３℃程度）となるように、第２冷却塔５２のファン５４の回転数を調整する。また、加熱モードでは、温水供給ポンプ制御部１１３は、高温温水槽８５に設けられた第１温水センサが計測する温度が、加熱水温度センサ９７が計測する温度よりも、所定の値以上大きい場合（本実施形態では、例えば、１．５℃以上高い場合）に、高温温水槽８５に貯留されている温水をウォーマ熱交換器８２へ導くために温水供給ポンプ９１ａを駆動させる。
温水温度の設定値は、図１１の実線で示すように、低段冷凍機１２の負荷率が３０％となると２５℃（冷却モード）または３３℃（加熱モード）へ変更される。ただし、実際の温水温度は、図１１の破線で示すように、毎分０．５℃のペースで上昇または下降するように、ファン制御部１１２が冷却塔のファン５４の回転数を調整する。

また、冷水制御部１２０は、図１０に示すように、高段冷凍機入口温度制御部１２１と、低段冷凍機入口温度制御部１２２と、第１温度範囲変更部１２３と、第２温度範囲変更部１２４と、出口温度制御部１２５と、を有している。
高段冷凍機入口温度制御部１２１は、第１温度センサ２０ｂの計測した温度が所定の第１温度範囲となるように、高温槽排出配管弁２０ａ及び第１中温槽排出配管弁２１ａの開度を制御する。低段冷凍機入口温度制御部１２２は、第２温度センサ２３ｂの計測した温度が所定の第２温度範囲となるように、第２中温槽排出配管弁２３ａ及び低温槽排出配管弁２４ａの開度を制御する。第１温度範囲変更部１２３は、第１温度範囲を高段冷凍機１１の負荷率に応じて変更する。また、第２温度範囲変更部１２４は、第２温度範囲を低段冷凍機１２の負荷率に応じて変更する。出口温度制御部１２５は、高段冷凍機１１から排出される冷水の温度が、中温槽温度センサ１６ａが検出した温度に基づいた温度となるように、高段冷凍機１１を制御する。

冷水制御部１２０は以下のように作動する。高段冷凍機入口温度制御部１２１は、第１温度センサ２０ｂが計測した温度（以下、「高段冷凍機１１入口温度」と称する。）が所定の第１温度範囲（本実施形態では、一例として１７℃程度）となるように、高温槽排出配管弁２０ａ及び第１中温槽排出配管弁２１ａの開度を制御する。すなわち、高温槽１７からの冷水と、中温槽１６からの冷水との混合比率を調整することで、高段冷凍機１１へ導かれる冷水の温度を調整する。なお、高段冷凍機入口温度制御部１２１は、高温槽排出配管弁２０ａの開度と、第１中温槽排出配管弁２１ａの開度とを足した開度が１００％なるように制御してもよい。

また、低段冷凍機入口温度制御部１２２は、第２温度センサ２３ｂが計測した温度（以下、「低段冷凍機１２入口温度」と称する。）が所定の第２温度範囲（本実施形態では、一例として１１．５℃程度）となるように、第２中温槽排出配管弁２３ａ及び低温槽排出配管弁２４ａの開度を制御する。すなわち、中温槽１６からの冷水と、低温槽１５からの冷水との混合比率を調整することで、低段冷凍機１２へ導かれる冷水の温度を調整する。なお、低段冷凍機入口温度制御部１２２は、第２中温槽排出配管弁２３ａの開度と、低温槽排出配管弁２４ａの開度とを足した開度が１００％なるように制御してもよい。また、第１温度範囲及び第２温度範囲は、自動で設定されてもよく、オペレータにより手動で設定してもよい。

また、第１温度範囲変更部１２３は、第１温度範囲を高段冷凍機１１の負荷率に応じて変更する。具体的には、高段冷凍機１１の起動時（第１ライン全体を起動する際や、高段冷凍機１１を１台から２台へ増段する際）に、図１２に示すように、圧縮機が起動してから所定時間経過後に、第１温度範囲を１１．５℃程度から１７℃程度まで変化させる。高段冷凍機１１は、起動してすぐに所定の負荷率とはならず、負荷率が時間とともに上昇していく。このため、起動時において、高段冷凍機１１入口温度が中温槽１６に貯留している冷水の温度よりも高い場合には、高段冷凍機１１で冷水を冷却できずに、高い温度のまま中温槽１６へ導かれる可能性がある。このような事態を抑制するため、高段冷凍機１１の起動時には、高段冷凍機１１の負荷率の上昇に応じるように、第１温度範囲を上昇させている。なお、第１温度範囲を上昇させる際には、毎分０．５℃のペースで上昇させる。
また、第２温度範囲変更部１２４は、第２温度範囲を低段冷凍機１２の負荷率に応じて変更する。具体的には、低段冷凍機１２の起動時に、図１３に示すように、圧縮機が起動してから所定時間経過後に、第２温度範囲を５℃程度から１１．５℃程度まで変化させる。なお、第２温度範囲の上昇を上昇させる際には、毎分０．５℃のペースで上昇させる。

出口温度制御部１２５は、中温槽温度センサ１６ａが送信する計測結果を受信し、高段冷凍機１１から排出される冷水の温度（以下、「高段冷凍機１１出口温度」と称する。）が、中槽温度センサが計測した温度となるように、高段冷凍機１１を制御する。具体的には、圧縮機の回転数を調整する。

次に、制御装置１００が行うブライン冷凍機６１運転処理について図１４のフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップＳ１でブライン冷凍機６１運転ボタンが「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に変更されると、ステップＳ２で制御装置１００はブライン冷凍機６１を起動する。次に制御装置１００は、ステップＳ３で、ブライン冷凍機６１が立ち上がるまで所定時間（ｔ２）待機する。次に制御装置１００は、ステップＳ４でブライン冷凍機６１の制御判定周期の所定時間（ｔ１）待機する。
次に制御装置１００は、ステップＳ５で冷凍機設定温度判定を行う。具体的には、冷凍機温度決定部１０４が、第１温度決定部１０２が決定した温度と、第２温度決定部１０３が決定した温度と比較して、低い方の温度をブライン冷凍機６１出口温度として決定する。このとき、ブライン制御部１０１は、ブライン冷凍機６１出口の設定温度が変更されているか否かを判定する。具体的には、現状のブライン冷凍機６１出口温度と、新たに決定したブライン冷凍機６１出口温度とが同じ温度の場合には、設定温度が変更されていないと判断する。また、現状のブライン冷凍機６１出口温度と、新たに決定したブライン冷凍機６１出口温度とが異なる温度の場合には、設定温度が変更されていると判断する。
ステップＳ５で、設定温度が変更されていないと判断すると、制御装置１００はステップＳ６に進む。一方、設定温度が変更されていないと判断すると、制御装置１００はステップＳ８に進む。ステップＳ８では、ブライン冷凍機６１出口温度の設定を、新たに決定した温度に変更する。そして、冷凍機制御部１０７が、ブライン冷凍機６１から排出されるブラインの温度が、冷凍機温度決定部１０４が決定した温度となるように、ブライン冷凍機６１を制御する。次に、制御装置１００はステップＳ９に進み、設定温度の変更が反映されるまで所定時間（ｔ２）待機し、ステップＳ６に進む。
ステップＳ６では、ブライン冷凍機６１運転ボタンが「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に変更されているかを判断する。「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に変更されていないと判断した場合には、ステップＳ５に戻る。「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に変更されていると判断した場合には、ステップＳ７に進み、ブライン冷凍機６１を停止させて本処理を終了する。

次に、制御装置１００が行う温水タンク８１及び加熱部８０の運転処理について図１５のフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップＳ１１で温水制御部１１０が、温水タンク８１及び加熱部８０の運転を自動モードとする。自動モードとは、低段冷凍機１２の負荷率に応じて、冷却モードと加熱モードとを自動的に切り替えるモードである。次に、ステップＳ１２で低段冷凍機１２の負荷率が３０％以上か否かを判断する。負荷率が３０％以上ではないと判断した場合には、ステップＳ１７へ進み冷却モードでの運転を開始する。冷却モードでの運転を開始した後は、ステップＳ１２へ戻る。

ステップＳ１２で負荷率が３０％以上であると判断した場合には、ステップＳ１３へ進み、加熱モードでの運転を開始する。次に、制御装置１００はステップＳ１４へ進み、ＤＢＳ装置４０に運転指令を送る。次にステップＳ１５へ進み、高温温水槽８５に貯留されている温水の温度が、加熱水の温度よりも１．５℃以上高いか否かを判断する。１．５℃以上高いと判断した場合には、ステップＳ１６に進み、温水供給ポンプ９１ａを運転し、ウォーマ熱交換器８２へ温水を導く。１．５℃以上高くないと判断した場合には、ステップＳ１８に進み、温水供給ポンプ９１ａを停止、もしくは、停止状態を維持する。

次に、制御装置１００が行う冷凍機システムの運転処理について図１６から図１９のフローチャートを用いて説明する。冷凍機システムとは、冷温冷却部、高温冷却部及び加熱部８０合わせたシステムを示している。

まず、図１６に示すように、本処理を開始すると、ステップＳ２１で冷凍機システムを起動する。次に、ステップＳ２３で低段冷凍機１２に運転指令を送る。また、平行して、ステップＳ２２で、高段冷凍機１１の出口温度の設定を開始する。具体的には、高段冷凍機１１の出口温度を中槽温度センサが計測した温度に設定する。次に、ステップＳ２４で、低段側ポンプ２３ｃ、温水供給ポンプ９１ａ等を駆動する。次に、ステップＳ２５で低段冷凍機１２を運転開始する。このとき、平行してステップＳ２６で、低段冷凍機１２の入口温度の制御を開始する。次に、ステップＳ２７で冷凍機システム停止指令が出ているか否かを判断する。停止指令が出ていないと判断した場合には、ステップＳ２８へ進み台数制御判定を行う。

ステップＳ２８の台数制御判定は、図２０に示すように、冷水冷凍機（低段冷凍機１２及び高段冷凍機１１）の合計負荷の値によって行う。なお、図２０のハッチング部は、高段冷凍機１１を意味している。また、網掛け部分は、低段冷凍機１２の超低負荷運転を示している。図２０に示すように、合計負荷が０ｋＷから１０００ｋＷまでは低段冷凍機１２を１台で運転する。合計負荷が１０００ｋＷ以上となると増段し、低段冷凍機１２を２台で運転する。合計負荷が２０００ｋＷ以上となるとさらに増段し、低段冷凍機１２を２台及び高段冷凍機１１を１台（すなわち、合計３台）で運転する。合計負荷が３０００ｋＷ以上となるとさらに増段し、低段冷凍機１２を２台及び高段冷凍機１１を２台（すなわち、合計４台）で運転する。反対に、合計負荷が低減し、２７００ｋＷ以下となった場合には、低段冷凍機１２を２台及び高段冷凍機１１を１台（すなわち、合計３台）に減段する。合計負荷が、１７００ｋＷ以下となった場合には、低段冷凍機１２を２台に減段する。合計負荷が、８００ｋＷ以下となった場合には、低段冷凍機１２を１台に減段する。各閾値を跨がない場合には、現状維持と判断する。
なお、冷凍機の合計負荷の閾値は例示であって、上記説明の数値に限定されない。合計負荷の閾値は、冷凍機の容量等に応じて設定される。上記の例は、例えば、１１００ｋＷの冷凍機の場合の一例を説明したものである。

図１６に示すように、ステップＳ２８で、増段すると判断した場合には、ステップＳ２９へ進む。また、ステップＳ２８で、減段すると判断した場合には、ステップＳ３０へ進む。また、ステップＳ２８で、現状維持と判断した場合には、ステップＳ３１に進む。ステップＳ３１に進むと、ステップＳ２７へ戻る。

ステップＳ２９に進むと、図１７に示すように、次にステップＳ３２に進む。ステップＳ３２では、増段する冷凍機（高段冷凍機１１及び／又は低段冷凍機１２）に運転指令を送る。次に、ステップＳ３３で、増段する冷凍機に付随する各種ポンプの運転を開始する。次に、ステップＳ３４で、増段する冷凍機の運転を開始する。このとき、平行して、ステップＳ３５で増段する冷凍機の入口温度の制御を開始する。次に、ステップＳ２７へ戻る。

ステップＳ３０に進むと、図１８に示すように、次にステップＳ３６に進む。ステップＳ３６では、減段する冷凍機（高段冷凍機１１及び／又は低段冷凍機１２）に停止指令を送る。次に、ステップＳ３７で、減段する冷凍機に付随する各種ポンプの運転を停止する。次に、ステップＳ３８で、増段する冷凍機の運転を停止する。このとき、平行して、ステップＳ３９で減段する冷凍機の入口温度の制御を停止する。次に、ステップＳ２７へ戻る。

ステップＳ２７で、停止指令が出ていると判断した場合には、図１９に示すように、ステップＳ４０に進む。ステップＳ４０では、全ての冷凍機（高段冷凍機１１及び／又は低段冷凍機１２）に停止指令を送る。次に、ステップＳ４１で、全ての冷凍機に付随する各種ポンプの運転を停止する。次に、ステップＳ４２で、全ての冷凍機の運転を停止する。このとき、平行して、ステップＳ４３で全ての冷凍機の入口温度の制御を停止する。全ての冷凍機の運転を停止すると本処理を終了する。

次に、本実施形態に係る飲料製品製造設備１における流体等の流れについて説明する。以下の説明では、各流体の温度について述べているが、以下の説明で挙げている温度は一例であり他の温度であってもよい。

［原水、製品液及び飲料製品］
原水タンク２に貯留されている原水は、大気の温度と同程度の温度（本実施形態では、一例として３０℃程度）で貯留されている。原水タンク２に貯留されている原水は、図４に示すように、第１原水配管２６を介して高温側熱交換器１４へ導かれる。高温側熱交換器１４で原水は、冷水と熱交換することで１０℃程度まで冷却される。高温側熱交換器１４で冷却された原水は、第２原水配管２７を介してディアレータ４１へ導かれ脱気される。脱気された原水は、第３原水配管４５を介してブレンダ４２に導かれ、ブレンダ４２でシロップ液を調合される。シロップ液を調合された原水は、ブレンダ４２から排出され、第４原水配管４７を介して低温側熱交換器６３へ導かれる。低温側熱交換器６３で原水は、ブラインと熱交換することで３℃程度まで冷却される。低温側熱交換器６３で冷却された原水は、第５原水配管４８を介してサチュレータ４３へ導かれ炭酸ガスを注入され製品液となる。サチュレータ４３から排出された製品液は、製品液配管５０を介して充填機へ導かれ容器に充填され飲料製品となる。飲料製品は、加熱槽８３（図６参照）に導かれ、加熱槽８３で３０℃程度まで加熱される。加熱された箱詰機で梱包容器に梱包される。梱包された飲料製品は、その後出荷される。

［冷水］
冷水タンク１３に貯留されている冷水は、各槽によって温度が異なっている。具体的には、低温槽１５には５℃程度の冷水が貯留され、中温槽１６には１１．５℃程度の冷水が貯留され、高温槽１７には１７．５℃程度の冷水が貯留されている。図２及び図３に示すように、高段冷凍機１１へは、冷水タンク１３の高温槽１７及び／又は中温槽１６に貯留されている冷水が導かれる。高段冷凍機１１へ導かれた冷水は、高段冷凍機１１内を循環する冷媒と熱交換することで、１１．５℃程度まで冷却される。高段冷凍機１１で冷却された冷水は、高段冷凍機１１から排出され、中温槽供給配管２２を介して中温槽１６へ導かれる。低段冷凍機１２へは、中温槽１６及び／又は低温槽１５に貯留されている冷水が導かれる。低段冷凍機１２へ導かれた冷水は、低段冷凍機１２内を循環する冷媒と熱交換することで、５℃程度まで冷却される。低段冷凍機１２で冷却された冷水は、低段冷凍機１２から排出され、低温槽供給配管２５を介して低温槽１５へ導かれる。

低温槽１５に貯留されている冷水は、第１冷水供給配管２８、第２冷水供給配管２９及び第３冷水供給配管３０を介して、各ラインに送水され利用される。第１冷水供給配管２８を介して送水される冷水は、第１ラインの高温側熱交換器１４へ導かれる。高温側熱交換器１４へ導かれた冷水は、原水と熱交換することで原水を冷却するとともに、原水によって２５℃程度まで加熱される。高温側熱交換器１４で加熱された冷水は、第１高温槽供給配管３１を介して高温槽１７へ導かれる。第２ラインの高温側熱交換器２１４へ導かれる冷水も、第１ラインと略同様に、高温側熱交換器１４で加熱され第２高温槽供給配管３２を介して高温槽１７へ導かれる。また、第３冷水供給配管３０を介して他のラインへ送水され、他のラインで利用される。他のラインで利用された冷水も高温槽１７へ導かれる。他のラインとは、例えば、原料の抽出や調合や液処理を行う無菌充填ラインが挙げられる。このようにして、飲料製品製造設備１では、冷水が循環している。

また、各槽を隔てる隔壁には堰部が設けられているので、特定の槽に冷水が偏って供給された場合であっても、堰部によって冷水が隣接する他の槽へ導かれるため、各槽の貯留量が平均化される。

［ブライン］
ブラインタンク６２に貯留されている冷水は、各槽によって温度が異なっている。具体的には、低温ブライン槽６４には－２℃程度のブラインが貯留され、高温ブライン槽６５には６℃程度のブラインが貯留されている。図４及び図５に示すように、高温ブライン槽６５に貯留されているブラインは、冷凍機供給側配管６７を介して、ブライン冷凍機６１へ導かれる。ブライン冷凍機６１へ導かれたブラインは、ブライン冷凍機６１内を循環する冷媒と熱交換することで、－２℃程度まで冷却される。ブライン冷凍機６１で冷却されたブラインは、ブライン冷凍機６１から排出され、冷凍機排出側配管６８を介して低温ブライン槽６４へ導かれる。

低温ブライン槽６４に貯留されているブラインは、第１ブライン供給配管６９及び第２ブライン供給配管７０を介して、各ラインに送水される。第１ブライン供給配管６９を介して送水されるブラインは、第１ラインの低温側熱交換器６３へ導かれる。低温側熱交換器６３へ導かれたブラインは、原水と熱交換することで原水を冷却するとともに、原水によって６℃程度まで加熱される。低温側熱交換器６３で加熱されたブラインは、第１ブライン排出配管７１を介して高温ブライン槽６５へ導かれる。第２ラインの低温側熱交換器２６３へ導かれるブラインも、第１ラインと略同様に、低温側熱交換器６３で加熱され第２ブライン排出配管７２を介して高温ブライン槽６５へ導かれる。このようにして、飲料製品製造設備１では、ブラインが循環している。

［温水］
温水タンク８１に貯留されている温水は、各槽によって温度が異なっている。具体的には、低温温水槽８４には３３℃程度の温水が貯留され、高温温水槽８５には３８℃程度の温水が貯留されている。
低段冷凍機１２において、温水は低段冷凍機１２内を循環する冷媒と熱交換することで、３８℃程度まで加熱される。低段冷凍機１２で加熱された温水は、図６に示すように、低段冷凍機１２から排出され、高温温水槽供給配管８７及び／又は低温温水槽供給配管８８を介して、高温温水槽８５又は低温温水槽８４へ導かれる。詳細には、加熱部８０で飲料製品の加熱を行う加熱モードでは、高温温水槽８５へ導かれる。また、低段冷凍機１２に供給されるブラインの温度を低下させる冷却モードでは、低温温水槽８４へ導かれる。

まず、加熱モードについて説明する。
加熱モードでは、高温温水槽８５に貯留されている温水が、温水供給配管を介してウォーマ熱交換器８２へ導かれる。ウォーマ熱交換器８２へ導かれた温水は、加熱水と熱交換することで加熱水を加熱するとともに、加熱水によって３３℃程度まで冷却される。ウォーマ熱交換器８２で冷却された温水は、温水排出配管９３を介して低温温水槽８４へ導かれる。第２ラインのウォーマ熱交換器へ導かれる温水も、第１ラインと略同様に、ウォーマ熱交換器８２で冷却され低温温水槽８４へ導かれる。
低温温水槽８４へ導かれた温水は、第１温水戻り配管８９を介して冷却塔熱交換器５３へ導かれる。冷却塔熱交換器５３へ導かれた温水は、温水と第２冷却塔５２に設けられたファン５４によって送られてくる外気とを熱交換することで３３℃程度まで冷却される。冷却塔熱交換器５３で冷却された温水は、第２温水戻り配管９０を介して低段冷凍機１２へ導かれる。

次に、冷却モードについて説明する。
冷却モードでは、低温槽１５に貯留されている温水が、第１温水戻り配管８９を介して冷却塔熱交換器５３へ導かれる。冷却塔熱交換器５３へ導かれた温水は、温水と第２冷却塔５２に設けられたファン５４によって送られてくる外気とを熱交換することで２５℃程度まで冷却される。冷却塔熱交換器５３で冷却された温水は、第２温水戻り配管９０を介して低段冷凍機１２へ導かれる。
このようにして、飲料製品製造設備１では、温水が循環している。

［加熱水］
ウォーマ熱交換器８２において加熱水は、温水と熱交換することで、３５℃程度まで加熱される。ウォーマ熱交換器８２で加熱された加熱水は、加熱水供給配管９４を介して加熱槽８３（詳細には第３槽８３ｃ）へ導かれる。加熱槽８３では、飲料製品を加熱する。飲料製品を加熱することで、加熱水は３０℃程度まで冷却される。飲料製品を加熱した加熱水は加熱槽８３から排出され、加熱水排出配管９５を介して、ウォーマ熱交換器８２へ導かれる。このようにして、飲料製品製造設備１では、加熱水が循環している。

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、サチュレータ４３へ導かれる原水を、高温側冷却部１０で冷却した後に低温側冷却部６０で冷却している。すなわち、原水を２段階に分けて冷却している。このように、２つの冷却部によって原水を冷却することで、１つの冷却部で原水を冷却する場合と比較して、各冷却部で冷却する熱量を小さくすることができる。これにより、各冷却部で必要とされる動力を少なくすることができるので、各冷却部で効率よく原水を冷却することができる。したがって、飲料製品製造設備１全体のエネルギ効率を向上させることができる。

本実施形態では、サチュレータ４３、ブレンダ４２及びディアレータ４１は、ユニット化されている。ディアレータ４１とサチュレータ４３とが近接しているので、ディアレータ４１とサチュレータ４３との間に新たな冷却部を設けることは難しい。本実施形態では、ディアレータ４１よりも原水流れにおける上流側に高温側冷却部１０を設けている。すなわち、ユニットの外である上流側に高温側冷却部１０を設けているので、高温側冷却部１０を設置する際に該ユニットの影響を受けない。したがって、容易に高温側冷却部１０を設けることができる。

ディアレータ４１では、供給される原水の温度が高いほど好適に脱気をすることができる。本実施形態では、原水を、高温側冷却部１０で１０℃以上であって２０℃以下に冷却している。このように、ディアレータ４１に供給される原水を１０℃以上としている。したがって、ディアレータ４１に供給される原水の温度が低くなりすぎないので、ディアレータ４１で好適に脱気することができる。
また、原水を高温側冷却部１０で２０℃以下まで冷却している。これにより、高温側冷却部１０において好適に原水を冷却しているため、高温側冷却部１０の下流側に設けられている低温側冷却部６０で冷却する熱量が過度に増大しない。したがって、低温側冷却部６０で必要とされる動力の増大を抑制することができるので、飲料製品製造設備１全体のエネルギ効率を向上させることができる。
また、ディアレータ４１の前で、原水の温度を所定の温度範囲としているので、ディアレータ４１及びディアレータ４１の下流側の装置（例えば低温側冷却部６０やサチュレータ４３等）において安定して運転を行うことができる。

本実施形態では、ブライン冷凍機６１で冷却されたブラインが、ブラインタンク６２を介して第１ラインの低温側熱交換器６３及び第２ラインの低温側熱交換器２６３へ導かれる。これにより、第１ラインの低温側熱交換器６３又は第２ラインの低温側熱交換器２６３において供給される原水の量や温度が変化した場合であっても、ブラインタンク６２がバッファとしての機能を果たすので、各熱交換器で生じた変化が直接ブライン冷凍機６１に影響を及ばない。したがって、各熱交換器で生じた変化の影響がブライン冷凍機６１へ及び難くすることができるので、ブライン冷凍機６１の運転効率を向上させることができる。
また、本実施形態では、第１ラインの低温側熱交換器６３と第２ラインの低温側熱交換器２６３とは、異なるサチュレータ４３へ原水を供給している。また、ブラインが、１つのブラインタンク６２から第１ラインの低温側熱交換器６３及び第２ラインの低温側熱交換器２６３へ導かれている。これにより、すなわち、第１ラインの低温側熱交換器６３と第２ラインの低温側熱交換器２６３との熱源を統合することができる。
例えば、第１ラインのサチュレータ４３及び／又は第２ラインのサチュレータ（図示省略）で製造する製品が変更された場合、当該サチュレータ４３へ供給される原水の量が長期的に変更される。このような場合には、当該サチュレータ４３へ供給する原水を冷却する熱交換器に導かれる原水の量も長期的に変更される。
このような場合において、第１ラインの低温側熱交換器６３で利用するブラインを冷却するブライン冷凍機６１と、第２ラインの低温側熱交換器２６３で利用するブラインを冷却するブライン冷凍機６１とが異なっている場合（すなわち、熱源が統合されていない場合）には、各熱交換器に導かれる原水の量に応じてブライン冷凍機６１の負荷を変動させる必要がある。
一方、本実施形態では、上述のように第１ラインの低温側熱交換器６３と第２ラインの低温側熱交換器２６３との熱源を統合しているので、第１ラインの低温側熱交換器６３又は第２ラインの低温側熱交換器２６３において供給される原水の量が変化した場合であっても、各熱交換器に供給される原水の量に応じた量のブラインを、ブラインタンク６２から各熱交換器へ導くことができる。これにより、各熱交換器で生じた変化の影響がブライン冷凍機６１へ及び難くすることができるので、ブライン冷凍機６１の運転効率を向上させることができる。

本実施形態では、ブラインタンク６２から第１ラインの低温側熱交換器６３へ導かれるブラインの温度が、第１温度決定部１０２が決定した温度となるように、第１ブライン排出配管弁７１ａ及び第１ブラインバイパス配管弁７３ａの開度を制御している。また、ブラインタンク６２から第２ラインの低温側熱交換器２６３へ導かれるブラインの温度が、第２温度決定部１０３が決定した温度となるように、第２ブライン排出配管弁７２ａ及び第２ブラインバイパス配管弁７４ａの開度を制御している。これにより、第１ラインの低温側熱交換器６３及び第２ラインの低温側熱交換器２６３へ導かれるブラインの温度を所望の温度とすることができる。したがって、第１ラインのサチュレータ４３及び第２ラインのサチュレータに導かれる原水の温度を所望の温度とすることができる。
また、本実施形態では、第１温度決定部１０２が決定した温度と第２温度決定部１０３が決定した温度とに基づいて、ブライン冷凍機６１から排出されるブラインの温度を決定する。これにより、例えば、冷凍機温度決定部１０４が決定した温度が、第１温度決定部１０２が決定した温度及び第２温度決定部１０３が決定した温度と近い場合には、各ラインの低温側熱交換器６３へ導かれるブラインの温度の調整幅が小さくなる。したがって、調整に必要なエネルギの低減または調整に必要なエネルギ損失を抑制することができる。よって、飲料製品製造設備１全体のエネルギ効率を向上させることができる。

本実施形態では、低段冷凍機１２の排熱によって加熱された温水の熱を利用して、充填部で原水を充填された容器（以下、「飲料製品」と称する。）を加熱している。これにより、低段冷凍機１２の排熱を利用して、飲料製品を加熱することができる。したがって、飲料製品を加熱するための独立した装置を設ける場合と比較して、飲料製品製造設備１全体のエネルギ効率を向上させることができる。

本実施形態では、低段冷凍機１２の負荷率が所定の値以下の場合に、低段冷凍機１２から排出された温水が低温温水槽８４へ導かれる。また、低温温水槽８４に導かれた温水は、低温温水槽８４から排出され、第２冷却塔５２で冷却される。そして、第２冷却塔５２で冷却された温水は、第２温水戻り配管９０を介して低段冷凍機１２へ戻される。このようにして、温水が循環するので、低段冷凍機１２へ導かれる温水の温度を低減することができる。
低段冷凍機１２は、負荷率が低くなると、低段冷凍機１２に備えられている圧縮機の回転数が下がる等の要因からサージングが発生し易くなる。本実施形態では、上述のように、負荷率が所定の値以下の場合に、低段冷凍機１２へ導かれる温水の温度を低減することができる。これにより、負荷率が低い場合であっても、温水の温度を低減することで循環冷媒の圧力差を小さくできるので、サージングを抑制することができる。
また、第２冷却塔５２で冷却された温水は、低段冷凍機１２を通過して温水タンク８１の低温温水槽８４に導かれる。すなわち、温水が高温温水槽８５を介することなく、循環している。これにより、加熱部８０へ導く温水が貯留されている高温温水槽８５には、冷却された温水が供給されない。したがって、高温温水槽８５に貯留されている温水の温度の低下を抑制することができる。
また、本実施形態では、低段冷凍機１２から排出される温水を高温温水槽８５へ導くか低温温水槽８４へ導くかによって、加熱部８０において低段冷凍機１２の排熱を利用可能な状態と、低段冷凍機１２の排熱を利用しない状態とを切り換えている。したがって、低段冷凍機１２を停止することなく、加熱部８０において排熱を利用するか否かを切り換えることができる。

本実施形態では、第２温水温度センサ９０ａが検出する温水の温度が所定の温度範囲となるように、第２冷却塔５２のファン５４の回転数を制御している。これにより、低段冷凍機１２に供給される温水の温度を所定の温度範囲とすることができる。したがって、より正確に、低段冷凍機１２へ導かれる温水の温度を低減することができる。よって、負荷率が低い場合であっても、より確実に、温水の温度を低減することで循環冷媒の圧力差を小さくできるので、サージングを抑制することができる。

本実施形態では、温水タンク８１に貯留されている温水の温度が、加熱部８０で加熱に供される加熱水の温度よりも、所定の値以上大きい場合に、温水を熱交換器へ導いている。これにより、温水が加熱水よりも温度が低い状態で熱交換を行い、加熱水を冷却する事態の発生を抑制することができる。したがって、より確実に、低段冷凍機１２の排熱を利用して、飲料製品を加熱することができるので、飲料製品製造設備１全体のエネルギ効率を向上させることができる。

本実施形態では、低段冷凍機１２の排熱で加熱された温水が、温水タンク８１を介して第１ラインの加熱部８０及び第２ラインの加熱部へ別々に導かれる。これにより、低段冷凍機１２の負荷が変化して温水の温度等が変化した場合であっても、温水タンク８１がバッファとしての機能を果たすので、低段冷凍機１２で生じた変化が直接加熱部８０へ影響を及ばない。したがって、各加熱部８０で好適に飲料製品を加熱することができる。
また、本実施形態では、温水が、１つの温水タンク８１から第１ラインの加熱部８０及び第２ラインの加熱部へ導かれている。これにより、第１ラインの加熱部８０と第２ラインの加熱部との熱源を統合することができる。
例えば、第１ラインの加熱部８０及び／又は第２ラインの加熱部で加熱する製品が変更された場合、当該加熱部８０で加熱する熱量が長期的に変更される。このような場合には、加熱部８０へ供給する温水の量も長期的に変更される。
このような場合において、第１ラインの加熱部８０で加熱に利用する温水を加熱する低段冷凍機１２と、第２ラインの加熱部で加熱に利用する温水を加熱する低段冷凍機１２とが異なっている場合（すなわち、熱源が統合されていない場合）には、各加熱部８０へ導く温水の量に応じて低段冷凍機１２の負荷を変動させる必要がある。
一方、本実施形態では、上述のように第１ラインの加熱部８０と第２ラインの加熱部との熱源を統合しているので、第１ラインの加熱部８０又は第２ラインの加熱部において必要とする温水の量が変化した場合であっても、各加熱部８０で必要とされる量の温水を、温水タンク８１から各加熱部８０へ導くことができる。これにより、各加熱部８０で生じた変化の影響が低段冷凍機１２へ及び難くすることができるので、低段冷凍機１２の運転効率を向上させることができる。

本実施形態では、高温側熱交換器１４から戻ってきた冷水が高温槽１７を介してから高段冷凍機１１へ導かれる。これにより、高温側熱交換器１４での負荷が変動することで高温槽１７へ戻される冷水の温度が変化した場合であっても、高温槽１７がバッファ機能を果たすため、高温側熱交換器１４での負荷変動の影響を高段冷凍機１１に及び難くすることができる。したがって、高段冷凍機１１へ導かれる冷水の温度を安定させることができる。また、本実施形態では、高段冷凍機１１から排出された冷水は、中温槽１６を介して低段冷凍機１２へ導かれる。したがって、高温側熱交換器１４での負荷が変動することで高温槽１７へ戻される冷水の温度が変化した場合に、低段冷凍機１２にも影響が及ぶ場合がある。このような場合であっても、中温槽１６がバッファ機能を果たすため、高温側熱交換器１４での負荷変動の影響を低段冷凍機１２に及び難くすることができる。したがって、低段冷凍機１２へ導かれる冷水の温度を安定させることができる。
また、本実施形態では、高温槽１７及び中温槽１６から高段冷凍機１１へ冷水が導かれる。このように、高温側熱交換器１４での負荷が変動した場合に影響を大きく受ける高温槽１７と、高温槽１７よりも影響が小さい中温槽１６とから高段冷凍機１１へ冷水を導いている。これにより、高温槽１７からのみ高段冷凍機１１へ冷水を導く構成と比較して、高段冷凍機１１へ導かれる冷水の温度を安定させ易くすることができる。また、本実施形態では、中温槽１６及び低温槽１５から低段冷凍機１２へ冷水が導かれる。このように、高温側熱交換器１４での負荷が変動した場合に影響を受け易い中温槽１６と、中温槽１６よりも影響が小さい低温槽１５とから低段冷凍機１２へ冷水を導いている。これにより、中温槽１６からのみ低段冷凍機１２へ冷水を導く構成と比較して、低段冷凍機１２へ導かれる冷水の温度を安定させ易くすることができる。
高温側熱交換器１４での負荷が変動すると、高段冷凍機１１へ戻ってくる冷水の温度が変化する。これに対して、高温槽１７を介することで、冷凍機への戻り温度を徐々に変化させることができる。

本実施形態では、第１温度センサ２０ｂの検出した温度が所定の温度範囲となるように、高温槽排出配管弁２０ａ及び第１中温槽排出配管弁２１ａの開度を制御している。換言すれば、温度の異なる冷水の混合比を変えることで、第１温度センサ２０ｂの検出した温度が所定の温度範囲となるようにしている。これにより、高段側冷凍機へ供給される冷水の温度を所定の温度範囲とすることができる。また、同様に、低段冷凍機１２へ供給される冷水の温度を所定の温度範囲とすることができる。したがって、各冷凍機の運転効率を向上させることができる。

本実施形態では、第１温度範囲を高段冷凍機１１の負荷に応じて変更するとともに、第２温度範囲を低段冷凍機１２の負荷に応じて変更している。これにより、高段冷凍機１１及び低段冷凍機１２から排出される冷水の温度を安定化させることができる。特に、例えば高段冷凍機１１及び低段冷凍機１２の起動時など、各冷凍機の負荷が変動し易い状態であっても、高段冷凍機１１及び低段冷凍機１２から排出される冷水の温度を安定化させることができる。

高段冷凍機１１から排出される冷水の温度が変化すると、それに応じて、中温槽１６に貯留されている冷水の温度も変化する。また、中温槽１６の冷水の温度が変化すると、中温槽１６の下流側においても温度が変化してしまい、ひいては高温側熱交換器１４へ供給される冷水の温度も変化してしまう可能性がある。
本実施形態では、高段冷凍機１１から排出される冷水の温度が、中温槽温度センサ１６ａが検出した温度に基づいた温度となるように、高段冷凍機１１を制御している。これにより、中温槽１６に貯留される冷水の温度を所定の温度に維持することができる。したがって、中温槽１６の下流側においても冷水の温度を安定させることができる。

本実施形態では、低温槽１５と中温槽１６とが第１堰部１８ａで連通している。これにより、例えば、低温槽１５または中温槽１６に偏って冷水が供給された場合であっても、第１堰部１８ａを介して冷水を受け渡しできるので、低温槽１５及び中温槽１６に貯留される冷水の量の偏りを抑制することができる。

本実施形態では、中温槽１６と低温槽１５とが第２堰部１９ａで連通している。これにより、例えば、中温槽１６または低温槽１５に偏って冷水が供給された場合であっても、第２堰部１９ａを介して冷水を受け渡しできるので、中温槽１６及び低温槽１５に貯留される冷水の量の偏りを抑制することができる。

本実施形態では、各高温側熱交換器１４へ１つの低温槽１５から冷水が導かれている。すなわち、各高温側熱交換器１４へ供給する冷水を冷却する冷凍機が共通している。
例えば、各高温側熱交換器１４で利用する冷水の量が変更された場合において、各高温側熱交換器１４で利用する冷水を冷却する冷凍機が異なっている場合（すなわち、熱源が統合されていない場合）には、各高温側熱交換器１４に導かれる冷水の量に応じて冷凍機の負荷を変動させる必要がある。
一方、本実施形態では、各高温側熱交換器１４へ供給する冷水を冷却する冷凍機が共通しているので、各高温側熱交換器１４において利用される冷水の量が変化した場合であっても、各高温側熱交換器１４で利用される冷水の量を、低温槽１５から各高温側熱交換器１４へ導くことができる。これにより、各高温側熱交換器１４で利用する冷水の量の変化の影響が低段冷凍機１２及び高段冷凍機１１へ及び難くすることができるので、低段冷凍機１２及び高段冷凍機１１の運転効率を向上させることができる。

なお、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、炭酸ガスを含んだ飲料製品を製造するラインが２つの例について説明したが、本開示はこれに限定されない。炭酸ガスを含んだ飲料製品を製造するラインは、１つであってもよく、また３つ以上の複数であってもよい。

以上説明した本実施形態に記載の空気調和機の室内機は例えば以下のように把握される。
本開示の一態様に係る冷媒冷却システムは、冷却用冷媒を冷却する高段冷凍機（１１）と、前記高段冷凍機（１１）で冷却した冷却用冷媒を貯留する中温槽（１６）と、前記中温槽（１６）から排出された冷却用冷媒が供給され、冷却用冷媒を冷却する低段冷凍機（１２）と、前記低段冷凍機（１２）で冷却した冷却用冷媒であって、前記中温槽（１６）に貯留されている冷却用冷媒よりも温度が低い冷却用冷媒を貯留する低温槽（１５）と、前記低温槽（１５）から排出された冷却用冷媒を供給先（１４）へ導く供給配管（２８）と、前記供給先（１４）から排出された冷却用冷媒が導かれ、前記中温槽（１６）に貯留されている冷却用冷媒よりも温度が高い冷却用冷媒を貯留する高温槽（１７）と、前記高温槽（１７）に貯留されている冷却用冷媒を前記高段冷凍機（１１）へと導く高温配管（２０）と、前記中温槽（１６）に貯留されている冷却用冷媒を前記高段冷凍機（１１）へと導き、前記高温配管（２０）と合流する第１中温配管（２１）と、前記中温槽（１６）に貯留されている冷却用冷媒を前記低段冷凍機（１２）へと導く第２中温配管（２３）と、前記低温槽（１５）に貯留されている冷却用冷媒を前記低段冷凍機（１２）へと導き、前記第２中温配管（２３）と合流する低温配管（２４）と、を備えている。

上記構成では、供給先から戻ってきた冷却用冷媒が高温槽を介してから高段冷凍機へ導かれる。これにより、供給先での負荷が変動することで高温槽へ戻される冷却用冷媒の温度が変化した場合であっても、高温槽がバッファ機能を果たすため、供給先での負荷変動の影響を高段冷凍機に及び難くすることができる。したがって、高段冷凍機へ導かれる冷却用冷媒の温度を安定させることができる。また、上記構成では、高段冷凍機から排出された冷却用冷媒は、中温槽を介して低段冷凍機へ導かれる。したがって、供給先での負荷が変動することで高温槽へ戻される冷却用冷媒の温度が変化した場合に、低段冷凍機にも影響が及ぶ場合がある。このような場合であっても、中温槽がバッファ機能を果たすため、供給先での負荷変動の影響を低段冷凍機に及び難くすることができる。したがって、低段冷凍機へ導かれる冷却用冷媒の温度を安定させることができる。
また、上記構成では、高温槽及び中温槽から高段冷凍機へ冷却用冷媒が導かれる。このように、供給先での負荷が変動した場合に影響を大きく受ける高温槽と、高温槽よりも影響が小さい中温槽とから高段冷凍機へ冷却用冷媒を導いている。これにより、高温槽からのみ高段冷凍機へ冷却用冷媒を導く構成と比較して、高段冷凍機へ導かれる冷却用冷媒の温度を安定させ易くすることができる。また、上記構成では、中温槽及び低温槽から低段冷凍機へ冷却用冷媒が導かれる。このように、供給先での負荷が変動した場合に影響を受け易い中温槽と、中温槽よりも影響が小さい低温槽とから低段冷凍機へ冷却用冷媒を導いている。これにより、中温槽からのみ低段冷凍機へ冷却用冷媒を導く構成と比較して、低段冷凍機へ導かれる冷却用冷媒の温度を安定させ易くすることができる。

また、本開示の一態様に係る冷媒冷却システムは、前記高温配管（２０）は、内部を流通する冷却用冷媒の流量を調整する高温配管弁（２０ａ）を有し、前記第１中温配管（２１）は、内部を流通する冷却用冷媒の流量を調整する第１中温配管弁（２１ａ）を有し、前記第２中温配管（２３）は、内部を流通する冷却用冷媒の流量を調整する第２中温配管弁（２３ａ）を有し、前記低温配管（２４）は、内部を流通する冷却用冷媒の流量を調整する低温配管弁（２４ａ）を有し、前記高温配管（２０）と前記第１中温配管（２１）との合流部分よりも前記高段冷凍機（１１）側を流通する冷却用冷媒の温度を検出する第１温度検出部（２０ｃ）と、前記第１中温配管（２１）と前記低温配管（２４）との合流部分よりも前記低段冷凍機（１２）側を流通する冷却用冷媒の温度を検出する第２温度検出部（２３ｃ）と、前記第１温度検出部（２０ｃ）の検出した温度が所定の第１温度範囲となるように、前記高温配管弁（２０ａ）及び前記第１中温配管弁（２１ａ）の開度を制御する高段冷凍機入口温度制御部（１２１）と、前記第２温度検出部（２３ｂ）の検出した温度が所定の第２温度範囲となるように、前記第２中温配管弁（２３ａ）及び前記低温配管弁（２４ａ）の開度を制御する低段冷凍機入口温度制御部（１２２）と、を備えている。

上記構成では、第１温度検出部の検出した温度が所定の温度範囲となるように、高温配管弁及び第１中温配管弁の開度を制御している。換言すれば、温度の異なる冷却用冷媒の混合比を変えることで、第１温度検出部の検出した温度が所定の温度範囲となるようにしている。これにより、高段側冷凍機へ供給される冷却用冷媒の温度を所定の温度範囲とすることができる。また、同様に、低段冷凍機へ供給される冷却用冷媒の温度を所定の温度範囲とすることができる。したがって、各冷凍機の運転効率を向上させることができる。

また、本開示の一態様に係る冷媒冷却システムは、前記第１温度範囲を前記高段冷凍機（１１）の負荷に応じて変更するとともに、前記第２温度範囲を低段冷凍機（１２）の負荷に応じて変更する。

上記構成では、第１温度範囲を高段冷凍機の負荷に応じて変更するとともに、第２温度範囲を低段冷凍機の負荷に応じて変更している。これにより、高段冷凍機及び低段冷凍機から排出される冷却用冷媒の温度を安定化させることができる。特に、例えば高段冷凍機及び低段冷凍機の起動時など、各冷凍機の負荷が変動し易い状態であっても、高段冷凍機及び低段冷凍機から排出される冷却用冷媒の温度を安定化させることができる。

また、本開示の一態様に係る冷媒冷却システムは、前記中温槽（１６）に貯留されている冷却用冷媒の温度を検出する第３温度検出部（１６ａ）と、前記高段冷凍機（１１）から排出される冷却用冷媒の温度が、前記第３温度検出部（１６ａ）が検出した温度に基づいた温度となるように、前記高段冷凍機（１１）を制御する出口温度制御部（１２５）と、を備えている。

高段冷凍機から排出される冷却用冷媒の温度が変化すると、それに応じて、中温槽に貯留されている冷却用冷媒の温度も変化する。また、中温槽の冷却用冷媒の温度が変化すると、中温槽の下流側においても温度が変化してしまい、ひいては供給先へ供給される冷却用冷媒の温度も変化してしまう可能性がある。
上記構成では、高段冷凍機から排出される冷却用冷媒の温度が、第３温度検出部が検出した温度に基づいた温度となるように、高段冷凍機を制御している。これにより、中温槽に貯留される冷却用冷媒の温度を所定の温度に維持することができる。したがって、中温槽の下流側においても冷却用冷媒の温度を安定させることができる。

また、本開示の一態様に係る冷媒冷却システムは、前記低温槽（１５）の内部に形成される空間と前記中温槽（１６）の内部に形成される空間とは第１隔壁（１８）によって隔てられていて、前記第１隔壁（１８）には空間同士を連通する第１連通部（１８ａ）が形成されている。

上記構成では、低温槽と中温槽とが第１連通部で連通している。これにより、例えば、低温槽または中温槽に偏って冷却用冷媒が供給された場合であっても、第１連通部を介して冷却用冷媒を受け渡しできるので、低温槽及び中温槽に貯留される冷却用冷媒の量の偏りを抑制することができる。

また、本開示の一態様に係る冷媒冷却システムは、 前記高温槽（１７）の内部に形成される空間と前記中温槽（１６）の内部に形成される空間とは第２隔壁（１９）によって隔てられていて、前記第２隔壁（１９）には空間同士を連通する第２連通部（１９ａ）が形成されている。

上記構成では、中温槽と低温槽とが第２連通部で連通している。これにより、例えば、中温槽または低温槽に偏って冷却用冷媒が供給された場合であっても、第２連通部を介して冷却用冷媒を受け渡しできるので、中温槽及び低温槽に貯留される冷却用冷媒の量の偏りを抑制することができる。

また、本開示の一態様に係る冷媒冷却システムは、前記低温槽（１５）から排出された冷媒用冷媒を、前記供給先（１４）とは異なる他の供給先（１４）へ導く第２供給配管（２９）を備えている。

上記構成では、各供給先へ１つの低温槽から冷却用冷媒が導かれている。すなわち、各供給先へ供給する冷却用冷媒を冷却する冷凍機が共通している。
例えば、各供給先で利用する冷却用冷媒の量が変更された場合において、各供給先で利用する冷却用冷媒を冷却する冷凍機が異なっている場合（すなわち、熱源が統合されていない場合）には、各供給先に導かれる冷却用冷媒の量に応じて冷凍機の負荷を変動させる必要がある。
一方、上記構成では、各供給先へ供給する冷却用冷媒を冷却する冷凍機が共通しているので、各供給先において利用される冷却用冷媒の量が変化した場合であっても、各供給先で利用される冷却用冷媒の量を、低温槽から各供給先へ導くことができる。これにより、各供給先で利用する冷却用冷媒の量の変化の影響が冷凍機へ及び難くすることができるので、冷凍機の運転効率を向上させることができる。

１ ：飲料製品製造設備
２ ：原水タンク
１０ ：高温側冷却部（冷媒冷却システム）
１１ ：高段冷凍機
１２ ：低段冷凍機
１３ ：冷水タンク
１４ ：高温側熱交換器（供給先）
１５ ：低温槽
１６ ：中温槽
１６ａ ：中温槽温度センサ（第３温度検出部）
１７ ：高温槽
１８ ：第１冷水隔壁（第１隔壁）
１８ａ ：第１堰部（第１連通部）
１９ ：第２冷水隔壁（第２隔壁）
１９ａ ：第２堰部（第２連通部）
２０ ：高温槽排出配管（高温配管）
２０ａ ：高温槽排出配管弁（高温配管弁）
２０ｂ ：第１温度センサ（第１温度検出部）
２０ｃ ：高段側ポンプ
２１ ：第１中温槽排出配管（第１中温配管）
２１ａ ：第１中温槽排出配管弁（第１中温配管弁）
２２ ：中温槽供給配管
２３ ：第２中温槽排出配管（第２中温配管）
２３ａ ：第２中温槽排出配管弁（第２中温配管弁）
２３ｂ ：第２温度センサ（第２温度検出部）
２３ｃ ：低段側ポンプ
２４ ：低温槽排出配管（低温配管）
２４ａ ：低温槽排出配管弁（低温配管弁）
２５ ：低温槽供給配管
２６ ：第１原水配管
２７ ：第２原水配管
２７ａ ：原水温度センサ
２８ ：第１冷水供給配管
２８ａ ：第１冷水供給ポンプ
２８ｂ ：第１冷水供給配管開閉弁
２８ｃ ：第１冷水供給配管調整弁
２９ ：第２冷水供給配管（第２供給配管）
２９ａ ：第２冷水供給ポンプ
２９ｂ ：第２冷水供給配管開閉弁
２９ｃ ：第２冷水供給配管調整弁
３０ ：第３冷水供給配管
３１ ：第１高温槽供給配管
３２ ：第２高温槽供給配管
３３ ：第１冷水バイパス配管
３３ａ ：第１冷水バイパス配管開閉弁
３４ ：第２冷水バイパス配管
３４ａ ：第２冷水バイパス配管開閉弁
４０ ：ＤＢＳ装置
４１ ：ディアレータ
４２ ：ブレンダ
４３ ：サチュレータ
４４ ：真空ポンプ
４５ ：第３原水配管
４５ａ ：原水ポンプ
４６ ：シロップ配管
４７ ：第４原水配管
４８ ：第５原水配管
４９ ：炭酸ガス配管
５０ ：製品液配管
５１ ：第１冷却塔
５２ ：第２冷却塔
５３ ：冷却塔熱交換器
５４ ：ファン
６０ ：低温側冷却部
６１ ：ブライン冷凍機
６２ ：ブラインタンク
６３ ：低温側熱交換器
６４ ：低温ブライン槽
６５ ：高温ブライン槽
６６ ：ブライン隔壁
６７ ：冷凍機供給側配管
６７ａ ：第３ブラインポンプ
６８ ：冷凍機排出側配管
６９ ：第１ブライン供給配管
６９ａ ：第１ブライン温度センサ
６９ｂ ：第１ブラインポンプ
７０ ：第２ブライン供給配管
７０ａ ：第２ブライン温度センサ
７０ｂ ：第２ブラインポンプ
７１ ：第１ブライン排出配管
７１ａ ：第１ブライン排出配管弁
７２ ：第２ブライン排出配管
７２ａ ：第２ブライン排出配管弁
７３ ：第１ブラインバイパス配管
７３ａ ：第１ブラインバイパス配管弁
７４ａ ：第２ブラインバイパス配管弁
８０ ：加熱部
８１ ：温水タンク
８２ ：ウォーマ熱交換器
８３ ：加熱槽
８３ｃ ：第３槽
８４ ：低温温水槽
８５ ：高温温水槽
８５ａ ：第１温水温度センサ
８６ ：温水隔壁
８７ ：高温温水槽供給配管
８７ａ ：高温温水槽供給配管弁
８８ ：低温温水槽供給配管
８８ａ ：低温温水槽供給配管弁
８９ ：第１温水戻り配管
８９ａ ：温水排出ポンプ
９０ ：第２温水戻り配管
９０ａ ：第２温水温度センサ
９１ ：第１温水供給配管
９１ａ ：温水供給ポンプ
９２ ：第２温水供給配管
９３ ：温水排出配管
９４ ：加熱水供給配管
９５ ：加熱水排出配管
９５ａ ：加熱水ポンプ
９６ ：蒸気供給配管
９７ ：加熱水温度センサ
１００ ：制御装置
１０１ ：ブライン制御部
１０２ ：第１温度決定部
１０３ ：第２温度決定部
１０４ ：冷凍機温度決定部
１０５ ：第１ブライン温度制御部
１０６ ：第２ブライン温度制御部
１０７ ：冷凍機制御部
１０８ ：原水温度制御部
１１０ ：温水制御部
１１１ ：切換制御部
１１２ ：ファン制御部
１１３ ：温水供給ポンプ制御部
１２０ ：冷水制御部
１２１ ：高段冷凍機入口温度制御部
１２２ ：低段冷凍機入口温度制御部
１２３ ：第１温度範囲変更部
１２４ ：第２温度範囲変更部
１２５ ：出口温度制御部
２１４ ：第２ラインの高温側熱交換器
２６３ ：第２ラインの低温側熱交換器

Claims (7)

1. 冷却用冷媒を冷却する高段冷凍機と、
   前記高段冷凍機で冷却した冷却用冷媒を貯留する中温槽と、
   前記中温槽から排出された冷却用冷媒が供給され、冷却用冷媒を冷却する低段冷凍機と、
   前記低段冷凍機で冷却した冷却用冷媒であって、前記中温槽に貯留されている冷却用冷媒よりも温度が低い冷却用冷媒を貯留する低温槽と、
   前記低温槽から排出された冷却用冷媒を供給先へ導く供給配管と、
   前記供給先から排出された冷却用冷媒が導かれ、前記中温槽に貯留されている冷却用冷媒よりも温度が高い冷却用冷媒を貯留する高温槽と、
   前記高温槽に貯留されている冷却用冷媒を前記高段冷凍機へと導く高温配管と、
   前記中温槽に貯留されている冷却用冷媒を前記高段冷凍機へと導き、前記高温配管と合流する第１中温配管と、
   前記中温槽に貯留されている冷却用冷媒を前記低段冷凍機へと導く第２中温配管と、
   前記低温槽に貯留されている冷却用冷媒を前記低段冷凍機へと導き、前記第２中温配管と合流する低温配管と、を備えた冷媒冷却システム。
2. 前記高温配管は、内部を流通する冷却用冷媒の流量を調整する高温配管弁を有し、
   前記第１中温配管は、内部を流通する冷却用冷媒の流量を調整する第１中温配管弁を有し、
   前記第２中温配管は、内部を流通する冷却用冷媒の流量を調整する第２中温配管弁を有し、
   前記低温配管は、内部を流通する冷却用冷媒の流量を調整する低温配管弁を有し、
   前記高温配管と前記第１中温配管との合流部分よりも前記高段冷凍機側を流通する冷却用冷媒の温度を検出する第１温度検出部と、
   前記第２中温配管と前記低温配管との合流部分よりも前記低段冷凍機側を流通する冷却用冷媒の温度を検出する第２温度検出部と、
   前記第１温度検出部の検出した温度が所定の第１温度範囲となるように、前記高温配管弁及び前記第１中温配管弁の開度を制御する高段冷凍機入口温度制御部と、
   前記第２温度検出部の検出した温度が所定の第２温度範囲となるように、前記第２中温配管弁及び前記低温配管弁の開度を制御する低段冷凍機入口温度制御部と、を備えた請求項１に記載の冷媒冷却システム。
3. 前記第１温度範囲を前記高段冷凍機の負荷に応じて変更するとともに、前記第２温度範囲を前記低段冷凍機の負荷に応じて変更する請求項２に記載の冷媒冷却システム。
4. 前記中温槽に貯留されている冷却用冷媒の温度を検出する第３温度検出部と、
   前記高段冷凍機から排出される冷却用冷媒の温度が、前記第３温度検出部が検出した温度に基づいた温度となるように、前記高段冷凍機を制御する出口温度制御部と、を備えた請求項１から請求項３のいずれかに記載の冷媒冷却システム。
5. 前記低温槽の内部に形成される空間と前記中温槽の内部に形成される空間とは第１隔壁によって隔てられていて、前記第１隔壁には空間同士を連通する第１連通部が形成されている請求項１から請求項４のいずれかに記載の冷媒冷却システム。
6. 前記高温槽の内部に形成される空間と前記中温槽の内部に形成される空間とは第２隔壁によって隔てられていて、前記第２隔壁には空間同士を連通する第２連通部が形成されている請求項１から請求項５のいずれかに記載の冷媒冷却システム。
7. 前記低温槽から排出された冷媒用冷媒を、前記供給先とは異なる他の供給先へ導く第２供給配管を備えている請求項１から請求項６のいずれかに記載の冷媒冷却システム。

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