JP7485560B2

JP7485560B2 - 空調設備および空調方法

Info

Publication number: JP7485560B2
Application number: JP2020119911A
Authority: JP
Inventors: 宗志石塚; 哲東海林; 航伯水
Original assignee: Mayekawa Manufacturing Co
Current assignee: Mayekawa Manufacturing Co
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2020-07-13
Publication date: 2024-05-16
Anticipated expiration: 2040-07-13
Also published as: JP2021025760A

Description

本発明は、低温の冷凍冷蔵倉庫に使用される空調設備および空調方法に関する。

低温のＣＯ_２冷媒液を循環させて、冷却室の空気冷却器に導き、空気冷却器の熱交換器ファンで冷却室を冷却する低温の冷凍冷蔵倉庫が知られている（例えば特許文献１）。

庫内温度を－２５℃以下に維持して、保冷品を保管するＦ級の冷凍庫には、低温のＣＯ_２レシーバに貯留されたＣＯ_２冷媒液は、例えば－３２℃で冷却室内の空気冷却器に送られて、熱交換器ファンによって冷却室内の空気と熱交換し、冷却室内の空気を冷却し、室内温度をＦ級レベルの－２５℃以下に維持する。熱交換後のＣＯ_２冷媒液は、ＣＯ_２レシーバに戻り、一次冷凍サイクルで冷却液化されてＣＯ_２レシーバに貯留する。

一方、野菜、牛乳、ヨーグルト等のチルド品を保管するために、低温の冷凍冷蔵倉庫では冷却室内の温度がＣ級レベルの＋１０℃～－５℃の冷却室も設けられる。Ｃ級レベルの冷却室内の空気冷却器には、例えば－７℃のＣＯ_２冷媒液が送られる。

Ｆ級レベルの冷却室およびＣ級レベルの冷却室を併用する低温の冷凍冷蔵倉庫では、Ｆ級の冷却室の冷却に用いられる－３２℃の第１ＣＯ_２冷媒液循環路と、Ｃ級の冷却室の冷却に用いられる－７℃の第２ＣＯ_２冷媒液循環路が設けられる。

一般の冷蔵庫には、保冷品を冷蔵庫に出し入れする際に作業を行う荷捌き室があり、冷蔵庫の冷熱を逃がさず、かつ作業に支障をきたさない０～１０℃の温度に保温されている。（例えば特許文献２）

特開２０１５－２２２１４５号公報特開２０１４－１１５０２２号公報

低温物流チェーンにおいて、一時的な荷捌き室の作業中の保冷品に発生する結露等が低温管理の上で大きな問題となっていた。

Ｆ級低温物流倉庫においては、上述の先行文献に記載されているように、荷捌き室の室温が、冷蔵庫の冷熱を逃がさず、かつ作業に支障をきたさない０～１０℃の温度に保温されていた。このため、Ｆ級低温保管庫に保管されている品物は、荷捌き室で低温物流チェーンの温度が途切れてしまう状態にあり、品質維持の重要な問題となっていた。その解決のために、荷捌き室の室音をＦ級温度と同様な低温の低温荷捌き室にすることが求められている。しかしながら、荷捌き室をＦ級温度と同様な低温の低温荷捌き室にするためには、床面が－１５℃～－２５℃になっているので、入出庫に伴う外気からの高湿度暖気の侵入があるとすぐにアイスリンク状態になり、人の転倒やフォークリフトのスリップが発生する問題や低温荷捌き室を冷却する冷却器が外気の暖気などですぐに着霜してしまうなどの問題がある。また、保冷品の表面が結露するとか、氷結することにより商品価値が低下する虞がある。

本発明は、上記課題を解決するために発明されたものであり、Ｆ級の荷捌き室において、温度環境を維持しつつ、入出庫に伴う外気からの高湿度暖気の侵入を防止するとともに、空気冷却器の着霜を防止することのできる空調設備および空調方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明に係る空調設備は、低温の冷凍冷蔵倉庫に使用される空調設備である。空調設備は、Ｆ級の冷却室の冷却に用いられる第１ＣＯ_２冷媒が循環する第１ＣＯ_２循環路と、Ｃ級の冷却室の冷却に用いられる第２ＣＯ_２冷媒が循環する第２ＣＯ_２循環路と、外気が処理された被処理空気に含まれる水蒸気を吸着するデシカントロータを備えるデシカント空調機と、前記デシカント空調機に設けられ、前記第２ＣＯ_２循環路を循環する第２ＣＯ_２冷媒と熱交換する第２ブラインによって、前記被処理空気を冷却除湿する外気予冷用熱交換器と、前記第１ＣＯ_２循環路を循環する前記第１ＣＯ_２冷媒と熱交換する第１ブラインにより、前記デシカントロータによって前記水蒸気が吸着された前記被処理空気を冷却する空気冷却コイルと、前記空気冷却コイルによって冷却された前記被処理空気を前記Ｆ級の冷却室に対応するＦ級の荷捌き室内に給気する第１吹き出し部と、を有する。

また、上記目的を達成する本発明に係る空調方法は、低温の冷凍冷蔵倉庫に使用される空調方法である。空調方法は、外気をデシカント空調機に取り込む取り込み工程と、前記取り込み工程において、前記デシカント空調機に取り込んだ前記外気を、第２ＣＯ_２循環路を循環する第２ＣＯ_２冷媒と熱交換する第２ブラインによって冷却除湿する冷却除湿工程と、前記冷却除湿工程において前記外気が冷却除湿処理された被処理空気に含まれる水蒸気を、前記デシカント空調機に設けられるデシカントロータによって吸着する吸着工程と、前記吸着工程において吸着除湿された前記被処理空気を、第１ＣＯ_２循環路を循環する第１ＣＯ_２冷媒と熱交換する第１ブラインによって冷却する冷却工程と、前記冷却工程において冷却された前記被処理空気をＦ級の冷却室に対応するＦ級の荷捌き室に給気する吹き出し工程と、を有する。

上記の空調設備および空調方法によれば、第１ブラインによって冷却された被処理空気をＦ級の荷捌き室内に給気する。このため、Ｆ級の荷捌き室の低温状態を維持しつつ、Ｆ級の荷捌き室内を陽圧にすることができる。また、外気予冷用熱交換器およびデシカント空調機によって、被処理空気の露点温度を下げることができる。したがって、Ｆ級の荷捌き室において、温度環境を維持しつつ、入出庫に伴う外気からの高湿度暖気の侵入を防止するとともに、空気冷却器の着霜を防止することができる。

本発明の第１実施形態に係る空調設備を示す概略図である。本発明の第２実施形態に係る空調設備を示す概略図である。第１吹き出し部から給気される被処理空気が、断熱扉に向けて吹き下ろされる様子を示す概略図である。断熱扉の変形例を示す図３に対応する図である。断熱扉の変形例を示す図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態を、図１を参照しつつ説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

図１は、本発明の第１実施形態に係る空調設備１を示す概略図である。

第１実施形態に係る空調設備１は、低温の冷凍冷蔵倉庫に使用される。具体的には、空調設備１は、１階の外気に面する荷捌き室Ｒ１、Ｒ２に好適に用いることができる。ここで、荷捌き室Ｒ１は、Ｆ級の冷却室に隣接する荷捌き室であって、Ｆ級の荷捌き室に相当する。また、荷捌き室Ｒ２は、Ｃ級の冷却室に隣接する荷捌き室であって、Ｃ級の荷捌き室に相当する。以下の説明において、デシカント空調機３０に取り込む前の空気を外気と称し、外気予冷用熱交換器３１Ｂによって冷却除湿された以降の空気を被処理空気と称する。

空調設備１は、図１に示すように、Ｆ級の冷却室用の第１冷凍システム１０と、Ｃ級の冷却室用の第２冷凍システム２０と、デシカントロータ３４を備えるデシカント空調機３０と、第１冷凍システム１０を循環する第１ＣＯ_２冷媒と熱交換する第１ブラインが循環する第１ブライン回路４０と、第１冷凍システム１０を循環する第１ＣＯ_２冷媒および第１ブライン回路４０を循環する第１ブライン間で熱交換する第１プレート熱交換器５０と、第２冷凍システム２０を循環する第２ＣＯ_２冷媒と熱交換する第２ブラインが循環する第２ブライン回路６０と、第２冷凍システム２０を循環する第２ＣＯ_２冷媒および第２ブライン回路６０を循環する第２ブライン間で熱交換する第２プレート熱交換器７０と、デシカント空調機３０の下流に設けられ第２冷凍システム２０を循環する第２ＣＯ_２冷媒によって被処理空気を冷却する耐圧型空気冷却コイル８０と、第１ブライン回路４０を循環する第１ブラインによって被処理空気を冷却する空気冷却コイル９０と、Ｆ級の冷却室に対応するＦ級の荷捌き室Ｒ１に被処理空気を給気する第１吹き出し部１００と、Ｃ級の冷却室に対応するＣ級の荷捌き室Ｒ２内に被処理空気を給気する第２吹き出し部１１０と、第１冷凍システム１０を循環する第１ＣＯ_２冷媒によって、Ｆ級の荷捌き室Ｒ１の空気を冷却する第１空気冷却器１２０と、第２冷凍システム２０を循環する第２ＣＯ_２冷媒によって、Ｃ級の荷捌き室Ｒ２の空気を冷却する第２空気冷却器１３０と、を有する。

第１冷凍システム１０は、図１に示すように、Ｆ級の冷却室の冷却に用いられる第１ＣＯ_２冷媒が循環する第１ＣＯ_２循環路１１と、第１ＣＯ_２冷媒を貯留するための第１ＣＯ_２受液器１２と、アンモニア冷媒が循環する第１アンモニア冷凍サイクル１３と、を有する。

第１ＣＯ_２循環路１１は、図１に示すように、第１ＣＯ_２冷媒が循環するように構成されている。第１ＣＯ_２循環路１１は、第１ＣＯ_２受液器１２から第１プレート熱交換器５０に第１ＣＯ_２冷媒を送る第１ＣＯ_２送りライン１１Ａと、第１プレート熱交換器５０から出てくる第１ＣＯ_２冷媒を第１ＣＯ_２受液器１２に戻す第１ＣＯ_２戻りライン１１Ｂと、ガス化した第１ＣＯ_２冷媒を再液化する第１再液化ライン１１Ｃと、を有する。

第１ＣＯ_２送りライン１１Ａは、第１ＣＯ_２受液器１２の下方に接続されている。また、第１ＣＯ_２戻りライン１１Ｂは、第１ＣＯ_２受液器１２の上方に接続されている。

第１ＣＯ_２送りライン１１Ａには、第１ポンプＰ１が設けられ、第１ポンプＰ１によって、第１ＣＯ_２受液器１２内の液状の第１ＣＯ_２冷媒は、第１プレート熱交換器５０に流れる。

また、第１ＣＯ_２循環路１１には、第１ＣＯ_２送りライン１１Ａから分岐して、第１空気冷却器１２０を通過して、第１ＣＯ_２戻りライン１１Ｂに戻る第３ＣＯ_２循環路１５が接続されている。

第１ＣＯ_２循環路１１および第３ＣＯ_２循環路１５を循環する第１ＣＯ_２冷媒の温度は、例えば－３２℃である。

第１再液化ライン１１Ｃは、第１ＣＯ_２受液器１２の上方に接続されている。第１ＣＯ_２受液器１２内のガス状の第１ＣＯ_２冷媒は、第１再液化ライン１１Ｃを通る際に、第１アンモニア冷凍サイクル１３によって再液化される。そして、再液化された液状の第１ＣＯ_２冷媒は、第１ＣＯ_２受液器１２に戻る。

第１アンモニア冷凍サイクル１３は、アンモニア冷媒が循環する。第１アンモニア冷凍サイクル１３は、ガス状の第１ＣＯ_２冷媒を冷却して液化する。第１アンモニア冷凍サイクル１３は、第１ＣＯ_２液化器１４と、冷凍機と、凝縮器と、アンモニア受液器と、膨張弁と、を有する。第１アンモニア冷凍サイクル１３としては、公知のアンモニア二段圧縮冷凍サイクルを用いることができるため、ここでは詳細な説明は省略する。

第２冷凍システム２０は、図１に示すように、Ｃ級の冷却室の冷却に用いられる第２ＣＯ_２冷媒が循環する第２ＣＯ_２循環路２１と、第２ＣＯ_２冷媒を貯留するための第２ＣＯ_２受液器２２と、アンモニア冷媒が循環する第２アンモニア冷凍サイクル２３と、を有する。

第２ＣＯ_２循環路２１は、図１に示すように、第２ＣＯ_２冷媒が循環するように構成されている。第２ＣＯ_２循環路２１は、第２ＣＯ_２受液器２２から第２プレート熱交換器７０に第２ＣＯ_２冷媒を送る第２ＣＯ_２送りライン２１Ａと、第２プレート熱交換器７０から出てくる第２ＣＯ_２冷媒を第２ＣＯ_２受液器２２に戻す第２ＣＯ_２戻りライン２１Ｂと、ガス化した第２ＣＯ_２冷媒を再液化する第２再液化ライン２１Ｃと、を有する。

第２ＣＯ_２送りライン２１Ａは、第２ＣＯ_２受液器２２の下方に接続されている。また、第２ＣＯ_２戻りライン２１Ｂは、第２ＣＯ_２受液器２２の上方に接続されている。

第２ＣＯ_２送りライン２１Ａには、第２ポンプＰ２が設けられ、第２ポンプＰ２によって、第２ＣＯ_２受液器２２内の液状の第２ＣＯ_２冷媒は、第２プレート熱交換器７０に流れる。

また、第２ＣＯ_２循環路２１には、第２ＣＯ_２送りライン２１Ａから分岐して、耐圧型空気冷却コイル８０を通過して、第２ＣＯ_２戻りライン２１Ｂに戻る第４ＣＯ_２循環路２５が接続されている。

また、第４ＣＯ_２循環路２５には、第４ＣＯ_２循環路２５から分岐して、第２空気冷却器１３０を通過して、第４ＣＯ_２循環路２５に戻る第５ＣＯ_２循環路２６が接続されている。

第２再液化ライン２１Ｃは、第２ＣＯ_２受液器２２の上方に接続されている。第２ＣＯ_２受液器２２内のガス状の第２ＣＯ_２冷媒は、第２再液化ライン２１Ｃを通る際に、第２アンモニア冷凍サイクル２３によって再液化される。そして、再液化された液状の第２ＣＯ_２冷媒は、第２ＣＯ_２受液器２２に戻る。

第２アンモニア冷凍サイクル２３は、アンモニア冷媒が循環する。第２アンモニア冷凍サイクル２３は、ガス状の第２ＣＯ_２冷媒を冷却して液化する。第２アンモニア冷凍サイクル２３は、第２ＣＯ_２液化器２４と、冷凍機と、凝縮器と、アンモニア受液器と、膨張弁と、を有する。第２アンモニア冷凍サイクル２３としては、公知のアンモニア単段圧縮冷凍サイクルを用いることができるため、ここでは詳細な説明は省略する。

デシカント空調機３０は、図１に示すように、調整室３１と再生室３２とが、隔壁３３を介して並設されている。調整室３１には、第１吸引ファン３１Ａ、外気予冷用熱交換器３１Ｂ、および露点温度センサ３１Ｃが設けられる。再生室３２には、第２吸引ファン３２Ａおよび再生ヒータ３２Ｂが設けられている。また、デシカント空調機３０には、調整室３１および再生室３２にまたがってデシカントロータ３４が配置されている。

第１吸引ファン３１Ａおよび第２吸引ファン３２Ａによって、調整室３１および再生室３２には、互いに逆向きの空気流が形成される。

調整室３１には、第１吸引ファン３１Ａにより、外気予冷用熱交換器３１Ｂによって冷却除湿された外気が取り込まれる。

外気予冷用熱交換器３１Ｂは、第２ＣＯ_２循環路２１を循環する第２ＣＯ_２冷媒と熱交換するとともに第２ブライン回路６０を循環する第２ブラインによって、外気を冷却除湿する。露点温度センサ３１Ｃは、冷却除湿された被処理空気の露点温度を測定する。

外気予冷用熱交換器３１Ｂは、第２ブライン回路６０を循環する第２ブラインおよび外気を熱交換するため、一般的に大型になる。しかしながら、第２ブライン回路６０を循環する第２ブラインは高圧ではないため、安価な一般的なデシカント空調機３０の予冷コイル（プレートフィンチューブ熱交換器）を用いることができる。

デシカントロータ３４は、不図示の回転軸を中心に回転可能に配置されている。デシカントロータ３４は、吸着剤を担持しており、調整室３１では、デシカントロータ３４で被処理空気に含まれる水蒸気を吸着して除去する。デシカントロータ３４の水蒸気を吸着した領域は、再生室３２に移動し、再生室３２では、吸着した水蒸気を再生用空気の保有熱により、再生用空気に放出する。デシカントロータ３４は、吸着剤を含侵した特殊シートでハニカム上に構成されている。吸着剤は、例えば、シリカゲルやゼオライト等の無機系吸着剤、または高分子吸着剤が用いられる。

吸着材は、水蒸気を吸着するとき、吸着熱を放出するため、デシカントロータ３４を通過した後の被処理空気は通過前より昇温する。

再生室３２には、第２吸引ファン３２Ａによって外気が取り込まれる。再生室３２に取り込まれた外気は、再生ヒータ３２Ｂで加熱される。再生ヒータ３２Ｂで加熱された空気は、再生用空気としてデシカントロータ３４に送られ、再生ヒータ３２Ｂで加熱された保有熱によってデシカントロータ３４に吸着されている水蒸気を放出させる。

第１ブライン回路４０は、図１に示すように、第１プレート熱交換器５０および空気冷却コイル９０を連結するように配置されている。第１ブライン回路４０には、第１ブラインが循環する。第１ブライン回路４０内の第１ブラインは、第３ポンプＰ３によって、循環される。第１ブライン回路４０を循環する第１ブラインは、第１プレート熱交換器５０において、例えば－２０℃から－２５℃に冷却され、空気冷却コイル９０において、例えば－２５℃から－２０℃に加熱される。

第１プレート熱交換器５０は、図１に示すように、第１冷凍システム１０の第１ＣＯ_２循環路１１を循環する第１ＣＯ_２冷媒および第１ブライン回路４０を循環する第１ブライン間で熱交換する。第１プレート熱交換器５０としては公知のプレート熱交換器を用いることができるため、ここでは詳細な説明は省略する。

第２ブライン回路６０は、図１に示すように、第２プレート熱交換器７０および外気予冷用熱交換器３１Ｂを連結するように配置されている。第２ブライン回路６０には、第２ブラインが循環する。第２ブライン回路６０内の第２ブラインは、第４ポンプＰ４によって、循環される。第２ブライン回路６０を循環する第２ブラインは、第２プレート熱交換器７０において、例えば５℃から０℃に冷却され、外気予冷用熱交換器３１Ｂにおいて、例えば０℃から５℃に加熱される。

第２プレート熱交換器７０は、図１に示すように、第２冷凍システム２０の第２ＣＯ_２循環路２１を循環する第２ＣＯ_２冷媒および第２ブライン回路６０を循環する第２ブライン間で熱交換する。第２プレート熱交換器７０としては公知のプレート熱交換器を用いることができるため、ここでは詳細な説明は省略する。

耐圧型空気冷却コイル８０は、デシカント空調機３０の下流に設けられる。デシカント空調機３０および耐圧型空気冷却コイル８０の間には、デシカント空調機３０によって処理された被処理空気が流通する第１流通路８１が設けられる。第１流通路８１には第１ダンパーＤ１が設けられる。第１ダンパーＤ１の開閉は、不図示の制御部によって行われる。

また、デシカント空調機３０の下流には、第１流通路８１から分岐してデシカント空調機３０によって処理された被処理空気を外部に排気することのできる分岐路８４が設けられる。分岐路８４には、第２ダンパーＤ２が設けられる。第２ダンパーＤ２の開閉は、不図示の制御部によって行われる。

耐圧型空気冷却コイル８０において、第１流通路８１を流れてきた被処理空気は、第４ＣＯ_２循環路２５を循環する第２ＣＯ_２冷媒によって、例えば、２８℃から３℃に冷却される。

耐圧型空気冷却コイル８０および第２吹き出し部１１０の間には、耐圧型空気冷却コイル８０によって冷却された被処理空気が流通する第２流通路８２が設けられる。

耐圧型空気冷却コイル８０および空気冷却コイル９０の間には、耐圧型空気冷却コイル８０によって冷却された被処理空気が流通する第３流通路８３が設けられる。第３流通路８３は、第２流通路８２から分岐するように構成されている。

空気冷却コイル９０において、第３流通路８３を流れてきた被処理空気は、第１ブライン回路４０を循環する第１ブラインによって、例えば、３℃から－１３℃に冷却される。

空気冷却コイル９０および第１吹き出し部１００の間には、空気冷却コイル９０によって冷却された被処理空気が流通する第４流通路９１が設けられる。

空気冷却コイル９０は、第１ブライン回路４０を循環する第１ブラインが高圧ではないため、安価な一般的なエアコイル（プレートフィンチューブ熱交換器）を用いることができる。

第１吹き出し部１００は、図１に示すように、Ｆ級の荷捌き室Ｒ１に、空気冷却コイル９０によって冷却された被処理空気を給気する。具体的には、図３に示すように、第１吹き出し部１００から給気される被処理空気は、Ｆ級の荷捌き室Ｒ１に設けられる断熱扉Ｇ１の中心に向けて吹き下ろされる。第１吹き出し部１００は、Ｆ級の荷捌き室Ｒ１内に設けられる。第１吹き出し部１００が設けられる個数は特に限定されないが、例えば５つである。このように第１吹き出し部１００は、Ｆ級の荷捌き室Ｒ１に、空気冷却コイル９０によって冷却された被処理空気を給気するため、Ｆ級の荷捌き室Ｒ１の内部を陽圧にすることができ、外から高湿度暖気が侵入することを好適に防止することができる。また、Ｆ級の荷捌き室Ｒ１の温度環境を維持することができる。このときのＦ級の荷捌き室Ｒ１の圧力は、例えば大気圧＋３２Ｐａである。また、第１吹き出し部１００から給気される被処理空気は、Ｆ級の荷捌き室Ｒ１の断熱扉Ｇ１の中心に向けて吹き下ろされるため、断熱扉Ｇ１を開いた際、外部からの湿気を帯びた暖気（鉛直方向の上方に移動する）に照射される。したがって、吹き下ろされた乾燥した被処理空気に対して暖気の水分が溶け込むため、結露および着霜の発生を好適に防止することができる。なお、断熱扉Ｇ１の構成は、図３に示す引き出し式の構成に限定されず、公知の断熱扉（例えば図４に示すスライド式の断熱扉Ｇ３）、または公知の断熱扉（例えば図５に示すオーバースライド式の断熱扉Ｇ４）であってもよい。

第２吹き出し部１１０は、図１に示すように、Ｃ級の荷捌き室Ｒ２に、耐圧型空気冷却コイル８０によって冷却された被処理空気を給気する。具体的には、図３に示す第１吹き出し部１００と同様に、第２吹き出し部１１０から給気される被処理空気は、Ｃ級の荷捌き室Ｒ２に設けられる断熱扉Ｇ２の中心に向けて吹き下ろされる（図１参照）。第２吹き出し部１１０は、Ｃ級の荷捌き室Ｒ２内に設けられる。第２吹き出し部１１０が設けられる個数は特に限定されないが、例えば５つである。このように第２吹き出し部１１０は、Ｃ級の荷捌き室Ｒ２に、耐圧型空気冷却コイル８０によって冷却された被処理空気を給気するため、Ｃ級の荷捌き室Ｒ２の内部を陽圧にすることができ、外から高湿度暖気が侵入することを好適に防止することができる。また、Ｃ級の荷捌き室Ｒ２の温度環境を維持することができる。このときのＣ級の荷捌き室Ｒ２の圧力は、例えば大気圧＋３２Ｐａである。また、第２吹き出し部１１０から給気される被処理空気は、Ｃ級の荷捌き室Ｒ２の断熱扉Ｇ２の中心に向けて吹き下ろされるため、断熱扉Ｇ２を開いた際、外部からの湿気を帯びた暖気（鉛直方向の上方に移動する）に照射される。したがって、吹き下ろされた乾燥した被処理空気に対して暖気の水分が溶け込むため、結露および着霜の発生を好適に防止することができる。

第１空気冷却器１２０は、図１に示すように、Ｆ級の荷捌き室Ｒ１内に設けられる。第１空気冷却器１２０において第１ファンＦ１が回転することによって、第３ＣＯ_２循環路１５を循環する第１ＣＯ_２冷媒により、Ｆ級の荷捌き室Ｒ１が冷却される。ここで被処理空気は露点温度が－３０℃であるため、第１空気冷却器１２０において霜の発生を防止できる。

第２空気冷却器１３０は、図１に示すように、Ｃ級の荷捌き室Ｒ２内に設けられる。第２空気冷却器１３０において第２ファンＦ２が回転することによって、第５ＣＯ_２循環路２６を循環する第２ＣＯ_２冷媒により、Ｃ級の荷捌き室Ｒ２が冷却される。

次に、図１を参照して、第１実施形態に係る空調設備１を用いた空調方法について説明する。

まず、外気を、デシカント空調機３０に取り込む（取り込み工程）。このとき、外気は、調整室３１内の第１吸引ファン３１Ａによって、デシカント空調機３０内に吸引される。デシカント空調機３０に取り入れる前の外気は、例えば、温度３５℃、湿度６０％、露点温度２６℃である。

そして、デシカント空調機３０に取り込まれた外気を、外気予冷用熱交換器３１Ｂによって冷却除湿する（冷却除湿工程）。外気予冷用熱交換器３１Ｂによって冷却除湿された被処理空気は、例えば温度が５℃である。具体的には、デシカント空調機３０に取り込まれた空気は、第２ＣＯ_２循環路２１を循環する第２ＣＯ_２冷媒と熱交換する第２ブラインによって冷却除湿される。第２ブライン回路６０を循環する第２ブラインは、デシカント空調機３０に取り込まれた外気を冷却除湿することによって、０℃から５℃に昇温する。

そして、被処理空気をデシカントロータ３４によって吸着除湿して、被処理空気に含まれる水蒸気を吸着する（吸着工程）。吸着工程において、水蒸気が吸着された被処理空気は、露点が安定するまでは、第１ダンパーＤ１が閉鎖されて第２ダンパーＤ２が開放されることによって、排気される。そして、水蒸気が吸着された被処理空気は、露点が安定すると、第１ダンパーＤ１が開放されて第２ダンパーＤ２が閉鎖されることによって、第１流通路８１を介して、耐圧型空気冷却コイル８０に向けて流通する。このときの被処理空気は、例えば温度２８℃、湿度１％、露点温度－３０℃である。

上記のように、第１吸引ファン３１Ａによって吸引された外気は、外気予冷用熱交換器３１Ｂによって冷却除湿した後に、デシカントロータ３４で吸着除湿される。このため、外気予冷用熱交換器３１Ｂによって冷却除湿することなくデシカントロータ３４で吸着除湿する場合と比較して、デシカントロータ３４の除湿負荷は軽減され、長寿命化が図れる。

そして、第１流通路８１を流れてきた被処理空気は、耐圧型空気冷却コイル８０において、第４ＣＯ_２循環路２５を循環する第２ＣＯ_２冷媒によって、例えば２８℃から３℃に冷却される。

そして、耐圧型空気冷却コイル８０において、２８℃から３℃に冷却された被処理空気は、第２流通路８２を介して、第２吹き出し部１１０に流れて、第２吹き出し部１１０によってＣ級の荷捌き室Ｒ２の内部に給気される。このとき、Ｃ級の荷捌き室Ｒ２内の温度は、例えば０℃～＋５℃である。

一方、耐圧型空気冷却コイル８０において、２８℃から３℃に冷却された被処理空気は、第３流通路８３を介して、空気冷却コイル９０に流れる。

そして、第３流通路８３を流れてきた被処理空気は、空気冷却コイル９０において、第１ブライン回路４０を循環する第１ブラインによって、例えば３℃から－１３℃に冷却される（冷却工程）。

そして、空気冷却コイル９０において、３℃から－１３℃に冷却された被処理空気は、第４流通路９１を介して、第１吹き出し部１００に流れて、第１吹き出し部１００によってＦ級の荷捌き室Ｒ１の内部に給気される（給気工程）。このとき、Ｆ級の荷捌き室Ｒ１内の温度は、－１５℃であった。

以上説明したように、本実施形態に係る空調設備１は、低温の冷凍冷蔵倉庫に使用される空調設備１である。空調設備１は、Ｆ級の冷却室の冷却に用いられる第１ＣＯ_２冷媒が循環する第１ＣＯ_２循環路１１と、Ｃ級の冷却室の冷却に用いられる第２ＣＯ_２冷媒が循環する第２ＣＯ_２循環路２１と、外気が処理された被処理空気に含まれる水蒸気を吸着するデシカントロータ３４を備えるデシカント空調機３０と、デシカント空調機３０に設けられ、第２ＣＯ_２循環路２１を循環する第２ＣＯ_２冷媒と熱交換する第２ブラインによって、被処理空気を冷却除湿する外気予冷用熱交換器３１Ｂと、第１ＣＯ_２循環路１１を循環する第１ＣＯ_２冷媒と熱交換する第１ブラインにより、デシカントロータ３４によって前記水蒸気が吸着された前記被処理空気を冷却する空気冷却コイル９０と、空気冷却コイル９０によって冷却された被処理空気をＦ級の冷却室に対応するＦ級の荷捌き室Ｒ１内に給気する第１吹き出し部１００と、を有する。このように構成された空調設備１によれば、第１ブラインによって冷却された被処理空気をＦ級の荷捌き室Ｒ１内に給気する。このため、Ｆ級の荷捌き室Ｒ１の低温状態を維持しつつ、Ｆ級の荷捌き室Ｒ１内を陽圧にすることができる。また、外気予冷用熱交換器３１Ｂおよびデシカント空調機３０によって、被処理空気の露点温度を－３０℃まで下げることができる。したがって、Ｆ級の荷捌き室Ｒ１において、温度環境を維持しつつ、入出庫に伴う外気からの高湿度暖気の侵入を防止するとともに、第１空気冷却器１２０の着霜を防止することができる。

また、空調設備１は、被処理空気の流通路のうちデシカント空調機３０および空気冷却コイル９０の間に設けられ、デシカントロータ３４により水蒸気が吸着された被処理空気を、第２ＣＯ_２冷媒によって冷却する耐圧型空気冷却コイル８０と、耐圧型空気冷却コイル８０によって冷却された被処理空気をＣ級の冷却室に対応するＣ級の荷捌き室Ｒ２内に給気する第２吹き出し部１１０と、をさらに有する。このように構成された空調設備１によれば、Ｃ級の荷捌き室Ｒ２の低温状態を維持しつつ、Ｃ級の荷捌き室Ｒ２内を陽圧にすることができる。

また、空調設備１は、被処理空気の第１流通路８１に設けられる第１ダンパーＤ１と、被処理空気の第１流通路８１に対して分岐して設けられ排気口に連通する分岐路８４に設けられる第２ダンパーＤ２と、を有する。このように構成された空調設備１によれば、露点が安定するまでは第１ダンパーＤ１を閉鎖して第２ダンパーＤ２を開放することによって、被処理空気を排気するができる。

また、以上説明したように、本実施形態に係る空調方法は、低温の冷凍冷蔵倉庫に使用される空調方法である。空調方法は、外気をデシカント空調機３０に取り込む取り込み工程と、取り込み工程において、デシカント空調機３０に取り込んだ外気を、第２ＣＯ_２循環路２１を循環する第２ＣＯ_２冷媒と熱交換する第２ブラインによって冷却除湿する冷却除湿工程と、冷却除湿工程において外気が冷却除湿処理された被処理空気に含まれる水蒸気を、デシカント空調機３０に設けられるデシカントロータ３４によって吸着する吸着工程と、吸着工程において吸着除湿された被処理空気を、第１ＣＯ_２循環路１１を循環する第１ＣＯ_２冷媒と熱交換する第１ブラインによって冷却する冷却工程と、冷却工程において冷却された被処理空気をＦ級の冷却室に対応するＦ級の荷捌き室Ｒ１に給気する給気工程と、を有する。この空調方法によれば、第１ブラインによって冷却された被処理空気をＦ級の荷捌き室Ｒ１内に給気する。このため、Ｆ級の荷捌き室Ｒ１の低温状態を維持しつつ、Ｆ級の荷捌き室Ｒ１内を陽圧にすることができる。また、外気予冷用熱交換器３１Ｂおよびデシカント空調機３０によって、被処理空気の露点温度を－３０℃まで下げることができる。したがって、Ｆ級の荷捌き室Ｒ１において、温度環境を維持しつつ、入出庫に伴う外気からの高湿度暖気の侵入を防止するとともに、第１空気冷却器１２０の着霜を防止することができる。

＜第２実施形態＞
次に、図２を参照して、本発明の第２実施形態に係る空調設備２の構成について説明する。図２は、本発明の第２実施形態に係る空調設備２を示す概略図である。

第１実施形態と共通する部分は説明を省略し、第２実施形態のみに特徴のある箇所について説明する。なお、上述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付して説明し、重複した説明は省略する。第２実施形態は、第１実施形態と比較して、Ｃ級の荷捌き室Ｒ２が設けられない点などが異なる。

空調設備２は、図２に示すように、Ｆ級の冷却室用の第１冷凍システム１０と、Ｃ級の冷却室用の第２冷凍システム２０と、デシカントロータ３４を備えるデシカント空調機３０と、第１冷凍システム１０を循環する第１ＣＯ_２冷媒と熱交換する第１ブラインが循環する第１ブライン回路４０と、第１冷凍システム１０を循環する第１ＣＯ_２冷媒および第１ブライン回路４０を循環する第１ブライン間で熱交換する第１プレート熱交換器５０と、第２冷凍システム２０を循環する第２ＣＯ_２冷媒と熱交換する第２ブラインが循環する第２ブライン回路６０と、第２冷凍システム２０を循環する第２ＣＯ_２冷媒および第２ブライン回路６０を循環する第２ブライン間で熱交換する第２プレート熱交換器７０と、第１ブライン回路４０を循環する第１ブラインによって被処理空気を冷却する空気冷却コイル１９０と、Ｆ級の冷却室に対応するＦ級の荷捌き室Ｒ１に被処理空気を給気する第１吹き出し部１００と、第１冷凍システム１０を循環する第１ＣＯ_２冷媒によって、Ｆ級の荷捌き室Ｒ１の空気を冷却する第１空気冷却器１２０と、を有する。

第１冷凍システム１０、第２冷凍システム２０、デシカント空調機３０、第１ブライン回路４０、第１プレート熱交換器５０、第２ブライン回路６０、第２プレート熱交換器７０、第１吹き出し部１００、および第１空気冷却器１２０の構成は、上述した第１実施形態に係る空調設備１と同一の構成であるため、説明は省略する。

空気冷却コイル１９０は、図２に示すように、デシカント空調機３０の下流に設けられる。デシカント空調機３０および空気冷却コイル１９０の間には、デシカント空調機３０によって処理された被処理空気が流通する第５流通路１９１が設けられる。第５流通路１９１には第１ダンパーＤ１が設けられる。第１ダンパーＤ１の開閉は、不図示の制御部によって行われる。

また、デシカント空調機３０の下流には、第５流通路１９１から分岐してデシカント空調機３０によって処理された被処理空気を外部に排気することのできる分岐路１９２が設けられる。分岐路１９２には、第２ダンパーＤ２が設けられる。第２ダンパーＤ２の開閉は、不図示の制御部によって行われる。

空気冷却コイル１９０において、第５流通路１９１を流れてきた被処理空気は、第１ブライン回路４０を循環する第１ブラインによって、例えば、２８℃から－１３℃に冷却される。

空気冷却コイル１９０および第１吹き出し部１００の間には、空気冷却コイル１９０によって冷却された被処理空気が流通する第６流通路１９３が設けられる。

次に、第２実施形態に係る空調設備２の使用方法について説明する。

そして、デシカント空調機３０に取り込まれた外気を、外気予冷用熱交換器３１Ｂによって冷却除湿する（冷却除湿工程）。外気予冷用熱交換器３１Ｂによって冷却除湿された被処理空気は、温度が５℃である。

そして、被処理空気をデシカントロータ３４によって吸着除湿して、被処理空気に含まれる水蒸気を吸着する（吸着工程）。吸着工程において、水蒸気が吸着された被処理空気は、露点が安定するまでは、第１ダンパーＤ１が閉鎖されて第２ダンパーＤ２が開放されることによって、排気される。そして、水蒸気が吸着された被処理空気は、露点が安定すると、第１ダンパーＤ１が開放されて第２ダンパーＤ２が閉鎖されることによって、第５流通路１９１を介して、空気冷却コイル１９０に向けて流通する。このときの被処理空気は、例えば温度２８℃、湿度１％、露点温度－３０℃である。

そして、第５流通路１９１を流れてきた被処理空気は、空気冷却コイル１９０において、第１ブライン回路４０を循環する第１ブラインによって、例えば２８℃から－１３℃に冷却される。

そして、空気冷却コイル１９０において、２８℃から－１３℃に冷却された被処理空気は、第６流通路１９３を介して、第１吹き出し部１００に流れて、第１吹き出し部１００によってＦ級の荷捌き室Ｒ１の内部に給気される。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で種々改変することができる。

例えば、上述した第１実施形態では、第１吹き出し部１００から給気される被処理空気は、Ｆ級の荷捌き室Ｒ１に設けられる断熱扉Ｇ１の中心に向けて吹き下ろされ、第２吹き出し部１１０から給気される被処理空気は、Ｃ級の荷捌き室Ｒ２に設けられる断熱扉Ｇ２の中心に向けて吹き下ろされた。しかしながら、第１吹き出し部１００から給気される被処理空気は、Ｆ級の荷捌き室Ｒ１に給気されればよく、第２吹き出し部から１１０から給気される被処理空気は、Ｃ級の荷捌き室Ｒ２に給気されればよい。

１、２空調設備、
１０第１冷凍システム、
１１第１ＣＯ_２循環路、
２０第２冷凍システム、
２１第２ＣＯ_２循環路、
３０デシカント空調機、
３１Ｂ外気予冷用熱交換器、
３４デシカントロータ、
４０第１ブライン回路、
５０第１プレート熱交換器、
６０第２ブライン回路、
７０第２プレート熱交換器、
８０耐圧型空気冷却コイル、
８１第１流通路、
８４、１９２分岐路、
９０、１９０空気冷却コイル、
１００第１吹き出し部、
１１０第２吹き出し部、
１２０第１空気冷却器、
１３０第２空気冷却器、
Ｄ１第１ダンパー、
Ｄ２第２ダンパー、
Ｇ１断熱扉、
Ｇ２断熱扉、
Ｇ３断熱扉、
Ｇ４断熱扉、
Ｒ１Ｆ級の荷捌き室、
Ｒ２Ｃ級の荷捌き室。

Claims

低温の冷凍冷蔵倉庫に使用される空調設備であって、
Ｆ級の冷却室の冷却に用いられる第１ＣＯ_２冷媒が循環する第１ＣＯ_２循環路と、
Ｃ級の冷却室の冷却に用いられる第２ＣＯ_２冷媒が循環する第２ＣＯ_２循環路と、
外気が処理された被処理空気に含まれる水蒸気を吸着するデシカントロータを備えるデシカント空調機と、
前記デシカント空調機に設けられ、前記第２ＣＯ_２循環路を循環する第２ＣＯ_２冷媒と熱交換する第２ブラインによって、前記被処理空気を冷却除湿する外気予冷用熱交換器と、
前記第１ＣＯ_２循環路を循環する前記第１ＣＯ_２冷媒と熱交換する第１ブラインにより、前記デシカントロータによって前記水蒸気が吸着された前記被処理空気を冷却する空気冷却コイルと、
前記空気冷却コイルによって冷却された前記被処理空気を前記Ｆ級の冷却室に対応するＦ級の荷捌き室内に給気する第１吹き出し部と、を有する空調設備。
前記被処理空気の流通路のうち前記デシカント空調機および前記空気冷却コイルの間に設けられ、前記デシカントロータにより前記水蒸気が吸着された前記被処理空気を、前記第２ＣＯ_２冷媒によって冷却する耐圧型空気冷却コイルと、
前記耐圧型空気冷却コイルによって冷却された前記被処理空気を前記Ｃ級の冷却室に対応するＣ級の荷捌き室内に給気する第２吹き出し部と、をさらに有する、請求項１に記載の空調設備。
前記第１吹き出し部から給気される前記被処理空気は、前記Ｆ級の荷捌き室に設けられる断熱扉の中心に向けて吹き下ろされ、
前記第２吹き出し部から給気される前記被処理空気は、前記Ｃ級の荷捌き室に設けられる断熱扉の中心に向けて吹き下ろされる、請求項２に記載の空調設備。
前記被処理空気の流通路に設けられる第１ダンパーと、
前記第１ダンパーの上流側の前記流通路に対して分岐して設けられ排気口に連通する分岐路に設けられる第２ダンパーと、を有し、
前記第１ダンパーが閉鎖して、前記第２ダンパーが開放されることによって、前記被処理空気が前記排気口から排気される、請求項１～３のいずれか１項に記載の空調設備。
低温の冷凍冷蔵倉庫に使用される空調方法であって、
外気をデシカント空調機に取り込む取り込み工程と、
前記取り込み工程において、前記デシカント空調機に取り込んだ前記外気を、第２ＣＯ_２循環路を循環する第２ＣＯ_２冷媒と熱交換する第２ブラインによって冷却除湿する冷却除湿工程と、
前記冷却除湿工程において前記外気が冷却除湿処理された被処理空気に含まれる水蒸気を、前記デシカント空調機に設けられるデシカントロータによって吸着する吸着工程と、
前記吸着工程において吸着除湿された前記被処理空気を、第１ＣＯ_２循環路を循環する第１ＣＯ_２冷媒と熱交換する第１ブラインによって冷却する冷却工程と、
前記冷却工程において冷却された前記被処理空気をＦ級の冷却室に対応するＦ級の荷捌き室に給気する給気工程と、を有する空調方法。