JPH1047829A - Method and apparatus for freezing goods to be frozen in freezing warehouse - Google Patents

Method and apparatus for freezing goods to be frozen in freezing warehouse

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Publication number
JPH1047829A
JPH1047829A JP8198640A JP19864096A JPH1047829A JP H1047829 A JPH1047829 A JP H1047829A JP 8198640 A JP8198640 A JP 8198640A JP 19864096 A JP19864096 A JP 19864096A JP H1047829 A JPH1047829 A JP H1047829A
Authority
JP
Japan
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frozen
temperature
refrigerant gas
cold
refrigerant
Prior art date
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Application number
JP8198640A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Nakamura
中村  清
Takamitsu Ishii
孝光 石井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Oxygen Co Ltd
Nippon Sanso Corp
Original Assignee
Japan Oxygen Co Ltd
Nippon Sanso Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Japan Oxygen Co Ltd, Nippon Sanso Corp filed Critical Japan Oxygen Co Ltd
Priority to JP8198640A priority Critical patent/JPH1047829A/en
Publication of JPH1047829A publication Critical patent/JPH1047829A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To economically refrigerate and preserve goods to be frozen in a freezing warehouse. SOLUTION: A cold heat generating cold heat storage facility A and a cold heat utilization facility B are disposed by way of a cold heat accumulator 8, wherein the cold heat generating cold heat storage facility A comprises a compressor 1 for compressing a refrigerant gas, a booster compressor 3, an expansion turbine 6 which causes an adiabatic expansion of the refrigerant gas and generates a low temperature refrigerant gas, a cold heat accumulator 8 which accumulates the low temperature refrigerating gas and a heat exchanger 5 which refrigerates a refrigerant gas fed to the expansion turbine 8 with the low temperature gas discharged from the cold heat accumulator 8, while the cold heat utilization facility B comprises a circulating refrigerant pump 21 and a cooler 23 disposed in a freezing warehouse 22. Due to such a construction, the cold heat generated by the expansion turbine 6 is accumulated in the cold heat accumulator 8 and a circulating refrigerant is refrigerated by the accumulated cold heat, and then a freezing warehouse and goods to be frozen are frozen at a temperature below a predetermined temperature by the refrigerated circulating refrigerant.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍倉庫における
被冷凍物の冷凍方法及び装置に関し、詳しくは、膨張タ
ービンで発生して蓄冷器に蓄積された寒冷を循環冷媒で
取出し、該循環冷媒で被冷凍物を規定温度以下に冷却し
て冷凍保存する冷凍倉庫における被冷凍物の冷凍方法及
び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for refrigerating an object to be frozen in a freezing warehouse. More specifically, the present invention relates to a method in which cold generated by an expansion turbine and accumulated in a regenerator is taken out by a circulating refrigerant. The present invention relates to a method and an apparatus for freezing an object to be frozen in a freezing warehouse in which the object to be frozen is cooled to a specified temperature or lower and stored in a frozen state.

【0002】[0002]

【従来の技術】冷凍倉庫に冷凍保管する被冷凍物、例え
ば冷凍食品等を冷却して冷凍するための冷凍装置として
は、フロン冷凍装置が広く用いられている。また、液化
窒素の蒸発潜熱と顕熱とを利用する冷凍装置も知られて
おり、さらに、液化天然ガス基地近傍では、安価な冷却
源である液化天然ガスの寒冷が利用されていることもよ
く知られている。
2. Description of the Related Art Freon refrigeration systems are widely used as refrigeration systems for cooling and freezing items to be frozen, such as frozen foods, stored in a freezer warehouse. In addition, refrigeration systems that use the latent heat of vaporization and sensible heat of liquefied nitrogen are also known, and near the liquefied natural gas base, refrigeration of liquefied natural gas, which is an inexpensive cooling source, is often used. Are known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、フロン冷凍装
置を使用する場合には、フロン冷凍装置の容量は、冷凍
倉庫の設備条件、即ち冷凍倉庫自体及び収納保管される
被冷凍物の容量,冷凍温度、さらには、被冷凍物の入出
庫時の逸散熱量や大気からの侵入熱量等により決定され
る。周知のように、フロン冷凍装置で得られる冷却温度
はせいぜい−40℃程度であり、例えば、通常の冷凍食
品用冷凍倉庫の場合、その冷凍温度レベルである−25
〜−35℃との差が小さいため、発生した寒冷を蓄積し
ておき、この寒冷で昼間に多く発生する入出庫時の逸散
熱量を補償して冷凍温度を維持するということはでき
ず、したがって、フロン冷凍装置は、昼,夜間連続的に
運転されている。この場合、消費電力は、昼間の大気温
度が高い時間帯に多くなり、一般の電力需要量と一致し
てしまうとともに、昼間の料金の高い電力を使用するた
めに運転動力費が嵩むという欠点があった。
However, when a CFC refrigerating apparatus is used, the capacity of the CFC refrigerating apparatus depends on the equipment conditions of the refrigerating warehouse, that is, the capacity of the refrigerating warehouse itself and the amount of the frozen material stored and stored. The temperature is further determined by the amount of heat dissipated when the frozen object enters and leaves the warehouse, the amount of heat entering from the atmosphere, and the like. As is well known, the cooling temperature obtained by the CFC refrigeration apparatus is at most about −40 ° C., and for example, in the case of a normal frozen storage for frozen foods, the frozen temperature level is −25.
Since the difference from -35 ° C is small, it is not possible to accumulate the generated cold and maintain the freezing temperature by compensating for the amount of heat dissipated at the time of entry and exit that frequently occurs during the day due to the cold, Therefore, the CFC refrigeration system is operated continuously during the day and at night. In this case, the power consumption increases during the daytime when the atmospheric temperature is high, which coincides with the general power demand, and the driving power cost increases due to the use of high daytime power. there were.

【0004】そして、フロン冷凍装置でさらに低温を得
るためには、冷凍装置を二元冷凍式にしなければなら
ず、構成が複雑となるばかりでなく、運転動力費もさら
に嵩むことになる。さらに、フロンの使用は、地球環境
保全上の見地からも好ましくないものである。
[0004] In order to obtain a lower temperature in the CFC refrigerating apparatus, the refrigerating apparatus must be of a binary refrigerating type, which not only complicates the configuration but also increases the operating power cost. Furthermore, the use of chlorofluorocarbon is not preferable from the viewpoint of global environmental protection.

【0005】また、液化窒素を使用する場合は、その蒸
発温度が−196℃であり、冷凍温度との温度差が大き
いために温度制御が難しく、かつ、冷媒としてのコスト
が高いという欠点がある。さらに、液化天然ガスの寒冷
を利用する場合は、冷却源としてのコストは安価である
が、入手できる地域が限定されるという不都合があっ
た。
When liquefied nitrogen is used, the evaporation temperature is -196.degree. C., and the temperature difference from the refrigeration temperature is large, so that temperature control is difficult and the cost as a refrigerant is high. . Furthermore, in the case of utilizing the refrigeration of liquefied natural gas, although the cost as a cooling source is inexpensive, there is a disadvantage that the available area is limited.

【0006】そこで本発明は、冷凍倉庫における被冷凍
物の冷凍を経済的、かつ、容易に行うことができる被冷
凍物の冷凍方法及び装置を提供することを目的としてい
る。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for freezing an object to be frozen, which can economically and easily freeze the object to be frozen in a freezing warehouse.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の冷凍倉庫における被冷凍物の冷凍方法は、
冷凍倉庫に収納された被冷凍物を規定温度以下に冷却し
て冷凍保存する被冷凍物の冷凍方法であって、冷媒ガス
を圧縮後断熱膨張させて低温冷媒ガスを発生させ、該低
温冷媒ガスで蓄冷材を介して循環冷媒を冷却し、該循環
冷媒を前記冷凍倉庫に供給して前記被冷凍物を冷凍する
とともに、前記蓄冷材冷却後の低温冷媒ガスを前記断熱
膨張前の圧縮冷媒ガスと熱交換させて圧縮冷媒ガスを冷
却し、低温冷媒ガスは昇温後に再び圧縮して再循環させ
ることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a method for refrigerating a frozen object in a refrigerating warehouse according to the present invention comprises:
A method for refrigerating an object to be frozen, wherein the object to be frozen stored in a freezer warehouse is cooled to a specified temperature or lower and frozen and stored, wherein a refrigerant gas is compressed and adiabatically expanded to generate a low-temperature refrigerant gas. Cooling the circulating refrigerant through the cold storage material, supplying the circulating refrigerant to the freezing warehouse to freeze the frozen object, and cooling the low-temperature refrigerant gas after cooling the cold storage material into the compressed refrigerant gas before the adiabatic expansion. The compressed refrigerant gas is cooled by heat exchange with the refrigerant gas, and the low-temperature refrigerant gas is compressed again and recirculated after the temperature rises.

【0008】そして、前記冷媒ガスが空気であり、前記
蓄冷材や前記循環冷媒が1種類のアルコール類又は2種
類以上のアルコール類の混合物又はアルコール類と水と
の混合物であること、前記循環冷媒がプロパン又はブタ
ン又はこれらの混合物であることを特徴としている。さ
らに、前記断熱膨張後の低温冷媒ガスに含まれる析出物
を除去すること、前記蓄冷材の冷却温度が−50℃以下
であることを特徴とし、前記冷媒ガスにより蓄冷材を冷
却する運転と、前記循環冷媒により被冷凍物を冷凍する
運転とを、同時に又は異なる時間帯に行い、前記蓄冷材
を冷却する運転及び/又は被冷凍物を冷凍する運転を夜
間電力を使用して行うこと、加えて、前記被冷凍物を、
その品質保持に必要な温度より低い温度に冷却し、該被
冷凍物に寒冷を蓄積することを特徴としている。
The refrigerant gas is air, and the regenerator and the circulating refrigerant are one kind of alcohol, a mixture of two or more kinds of alcohols, or a mixture of alcohols and water. Is propane or butane or a mixture thereof. Further, removing precipitates contained in the low-temperature refrigerant gas after the adiabatic expansion, characterized in that the cooling temperature of the cold storage material is -50 ℃ or less, an operation of cooling the cold storage material by the refrigerant gas, Performing the operation of freezing the object to be frozen by the circulating refrigerant at the same time or at a different time zone, and performing the operation of cooling the cold storage material and / or the operation of freezing the object to be frozen using nighttime electric power; The frozen object
It is characterized in that it is cooled to a temperature lower than the temperature required for maintaining its quality, and the cold is accumulated in the frozen object.

【0009】本発明の冷凍倉庫における被冷凍物の冷凍
装置は、冷凍倉庫に収納された被冷凍物を冷凍保存する
被冷凍物の冷凍装置であって、冷媒ガスを圧縮する圧縮
手段と、圧縮された冷媒ガスを断熱膨張させて低温冷媒
ガスを発生させる膨張タービンと、該膨張タービンを導
出する低温冷媒ガスの寒冷を蓄冷材に伝達して寒冷を蓄
積する蓄冷器と、寒冷伝達後に蓄冷器を導出した低温冷
媒ガスで前記膨張タービン導入前の圧縮冷媒ガスを冷却
する熱交換器と、これらの機器を接続して冷媒ガスを循
環させる冷媒ガス循環経路とを設けるとともに、前記蓄
冷器の蓄冷材に蓄積された寒冷により冷却された循環冷
媒を昇圧する循環冷媒ポンプと、昇圧した冷却循環冷媒
で被冷凍物を冷却するため冷凍倉庫内に設けられた冷却
器と、これら機器を接続して被冷凍物を冷却した後に前
記冷却器を導出する循環冷媒を、前記蓄冷器を経由して
前記冷却器に循環導入する循環冷媒循環経路とを備えた
ことを特徴とし、さらに、前記冷媒ガス循環経路の膨張
タービンを導出した経路に、冷媒ガス中の析出物を除去
する低温濾過器を備えたことを特徴としている。
An apparatus for freezing a frozen object in a freezer warehouse according to the present invention is an apparatus for refrigerating a frozen object stored in the freezer warehouse for freezing and preserving the frozen object. Turbine that adiabatically expands the generated refrigerant gas to generate low-temperature refrigerant gas, a regenerator that transmits cold of the low-temperature refrigerant gas derived from the expansion turbine to a regenerator material and accumulates cold, and a regenerator that transmits the cold. A heat exchanger that cools the compressed refrigerant gas before introducing the expansion turbine with the low-temperature refrigerant gas derived from the heat exchanger, and a refrigerant gas circulation path that connects these devices and circulates the refrigerant gas. A circulating refrigerant pump that pressurizes the circulating refrigerant cooled by the cold accumulated in the material, a cooler provided in a freezing warehouse for cooling the object to be frozen by the pressurized cooling circulating refrigerant, and these devices A circulating refrigerant circulation path for circulating the refrigerant to be drawn out of the cooler after being connected and cooling the frozen object, and circulating into the cooler via the regenerator, further comprising: The refrigerant gas circulation path extending from the expansion turbine is provided with a low-temperature filter for removing deposits in the refrigerant gas.

【0010】上記構成によれば、昇圧した冷媒ガスを断
熱膨張させた任意の温度の低温冷媒ガスで蓄冷材を冷却
し、この蓄冷材を介して循環冷媒を冷却するので、任意
の温度に冷却された循環冷媒により、被冷凍物をその規
定の任意の冷凍温度に冷却・冷凍することができる。
According to the above configuration, the regenerator material is cooled by the low-temperature refrigerant gas having an arbitrary temperature obtained by adiabatically expanding the pressurized refrigerant gas, and the circulating refrigerant is cooled through the regenerator material. The frozen object can be cooled and frozen to the specified freezing temperature by the circulated refrigerant.

【0011】また、昇圧冷媒ガスを断熱膨張させる際
に、被冷凍物の規定冷凍温度以下の低温を発生させ、そ
の寒冷を蓄冷材及び被冷凍物に蓄積させることにより、
それぞれの寒冷蓄積運転を同時に又は異なる時間に行う
ことができ、安価な夜間電力で寒冷を発生させて蓄積す
ることにより、蓄積した寒冷で昼間に集中する被冷凍物
の入出庫時の寒冷逸散熱量を補償することができるの
で、冷凍倉庫における運転動力費を低減できる。
Further, when the pressurized refrigerant gas is adiabatically expanded, a low temperature equal to or lower than a specified freezing temperature of the frozen object is generated, and the cold is accumulated in the cold storage material and the frozen object.
Each cold storage operation can be performed at the same time or at different times, and by generating and storing cold with inexpensive nighttime electric power, the accumulated cold can be concentrated during the daytime. Since the amount can be compensated, the operating power cost in the freezer warehouse can be reduced.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面を参照して
さらに詳細に説明する。図1は、本発明の冷凍装置を食
品用冷凍倉庫に適用した一形態例を示すもので、この冷
凍装置は、機能的に、寒冷を発生して蓄積する寒冷発生
蓄冷設備Aと、蓄積された寒冷を取出してその寒冷で冷
凍食品を冷却する寒冷利用設備Bとの二つの設備に分け
て考えることができる。また、本形態例では、冷媒ガス
として空気を、蓄冷材及び循環冷媒としてエタノールと
水との混合物をそれぞれ使用している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment in which the refrigeration apparatus of the present invention is applied to a refrigeration warehouse for food. This refrigeration apparatus functionally includes a cold generation and regenerative storage facility A that generates and accumulates cold, and It can be divided into two facilities, a cold utilization facility B that takes out the cold and cools the frozen food with the cold. In this embodiment, air is used as the refrigerant gas, and a mixture of ethanol and water is used as the regenerative material and the circulating refrigerant.

【0013】まず、寒冷発生蓄冷設備Aは、電動機1a
で駆動され、冷媒ガスとしての空気を所定圧力まで圧縮
する圧縮機1と、圧縮空気の圧縮熱を除去する圧縮空気
冷却器2と、冷却により凝縮した水分を圧縮空気から除
去する圧縮空気水分離器2aと、圧縮空気を更に昇圧す
る昇圧機3と、昇圧熱を除去する昇圧空気冷却器4と、
冷却により発生した水分を昇圧空気から除去する昇圧空
気水分離器4aとからなる空気圧縮手段と、この空気圧
縮手段で所定圧力に昇圧した圧縮空気を後述する低温空
気で冷却する熱交換器5と、冷却された圧縮空気を断熱
膨張させて低温空気を発生させるとともに、その回転力
で昇圧機3を駆動する膨張タービン6と、膨張タービン
6を導出する低温空気中の水分,炭酸ガス等の析出物を
除去する低温濾過器7と、低温空気が持つ寒冷を蓄冷材
8aに蓄積する蓄冷器8と、前記圧縮機1,圧縮空気冷
却器2,圧縮空気水分離器2a,昇圧機3,昇圧空気冷
却器4,昇圧空気水分離器4a,熱交換器5,膨張ター
ビン6,低温濾過器7,蓄冷器8経て再び熱交換器5か
ら圧縮機1に戻る冷媒ガス(空気)循環経路を形成する
ための経路11,12,13,14,15,16,1
7,18,19と、冷媒ガスである空気を冷媒ガス循環
経路内に補給するための小型圧縮機9a及び乾燥器9b
等により構成された冷媒ガス補給装置9と冷媒ガス導入
経路10とからなる冷媒ガス補給手段とを備えている。
First, the cold-generating regenerative storage facility A is a motor 1a
, A compressor 1 for compressing air as a refrigerant gas to a predetermined pressure, a compressed air cooler 2 for removing compression heat of compressed air, and a compressed air / water separator for removing moisture condensed by cooling from the compressed air. A pressurizer 3 for further increasing the pressure of the compressed air, a pressurized air cooler 4 for removing the pressurized heat,
An air compression means comprising a pressurized air / water separator 4a for removing moisture generated by cooling from the pressurized air, and a heat exchanger 5 for cooling the compressed air pressurized to a predetermined pressure by the air compression means with low-temperature air described later. The adiabatic expansion of the cooled compressed air to generate low-temperature air, and the expansion turbine 6 that drives the booster 3 with its rotational force, and the precipitation of moisture, carbon dioxide, and the like in the low-temperature air derived from the expansion turbine 6. A low-temperature filter 7 for removing substances, a regenerator 8 for accumulating cold of low-temperature air in a regenerator material 8a, the compressor 1, a compressed air cooler 2, a compressed air-water separator 2a, a booster 3, and a booster Forming a refrigerant gas (air) circulation path returning from the heat exchanger 5 to the compressor 1 via the air cooler 4, the pressurized air / water separator 4a, the heat exchanger 5, the expansion turbine 6, the low temperature filter 7, and the regenerator 8 again. Route 11, 2,13,14,15,16,1
7, 18, 19, and a small compressor 9a and a dryer 9b for supplying air as a refrigerant gas into the refrigerant gas circulation path.
And a refrigerant gas replenishing means comprising a refrigerant gas replenishing device 9 and a refrigerant gas introduction path 10 configured as described above.

【0014】また、寒冷利用設備Bは、冷凍保管された
被冷凍物22aとしての冷凍食品を収納する冷凍倉庫2
2と、冷凍倉庫22内に設けられた冷却器23と、循環
冷媒であるエタノールと水との混合物を、蓄冷器8と冷
却器23との間で循環させるための循環冷媒ポンプ21
と、これらを接続して循環冷媒循環経路を形成するため
の経路25,26,27とを備えている。
Further, the cold utilization facility B includes a freezing warehouse 2 for storing frozen foods as frozen articles 22a to be frozen.
2, a cooler 23 provided in a freezer warehouse 22, and a circulating refrigerant pump 21 for circulating a mixture of ethanol and water as circulating refrigerant between the regenerator 8 and the cooler 23.
And paths 25, 26, and 27 for connecting these to form a circulating refrigerant circulation path.

【0015】次に、上記構成の冷凍装置で寒冷を発生
し、その寒冷で間接的に冷凍食品を、その品質保持に必
要な規定の冷凍温度以下に冷却し、冷凍保存する方法に
ついて説明する。
Next, a method will be described in which cold is generated by the freezing apparatus having the above-described configuration, and the frozen food is indirectly cooled to a specified freezing temperature or lower to maintain the quality of the frozen food, and stored frozen.

【0016】まず、寒冷発生蓄冷設備Aでは、冷媒ガス
循環経路に冷媒ガスである空気を充圧するために、冷媒
ガス補給装置9から導入経路10を介して冷媒ガス循環
経路を形成する圧縮機吸入経路19に、露点約−30℃
の乾燥空気を導入する。そして、冷媒ガス循環経路内が
所定圧力、例えば約1kg/cm2 G程度に充圧された
後、圧縮機1を起動する。これにより、冷媒ガス循環経
路内の空気は、圧縮機1で約1.3kg/cm2 Gに圧
縮され、同時に130℃に昇温して圧縮空気となる。こ
の圧縮空気は、経路11を経て冷却器2に導入され、冷
却水等の冷却源と熱交換を行い、圧縮熱が除去されて略
常温の圧縮空気となる。この時発生するドレン水は、邪
魔板式,デミスター式等の周知のドレントラップ機能を
有する圧縮空気水分離器2aで除去されて系外に排出さ
れる。
First, in the cold-generating regenerative storage facility A, a compressor suction that forms a refrigerant gas circulation path from the refrigerant gas replenishing device 9 via an introduction path 10 in order to pressurize the refrigerant gas circulation air with refrigerant gas. Route 19 has a dew point of about -30 ° C
Dry air is introduced. Then, after the inside of the refrigerant gas circulation path is charged to a predetermined pressure, for example, about 1 kg / cm 2 G, the compressor 1 is started. As a result, the air in the refrigerant gas circulation path is compressed by the compressor 1 to about 1.3 kg / cm 2 G, and is simultaneously heated to 130 ° C. to become compressed air. This compressed air is introduced into the cooler 2 via the path 11 and exchanges heat with a cooling source such as cooling water, so that the heat of compression is removed and the compressed air becomes substantially normal temperature compressed air. Drain water generated at this time is removed by a compressed air / water separator 2a having a well-known drain trap function such as a baffle plate type or a demister type and discharged out of the system.

【0017】略常温まで冷却された圧縮空気は、次いで
経路12から昇圧機3に導入され、約2.3kg/cm
2 Gまで更に昇圧され、同時に75℃に昇温した昇圧空
気となる。この昇圧空気は、経路13から冷却器4に導
入され、前記圧縮空気と同様に、昇圧熱を除去されて略
常温となり、発生したドレン水が昇圧空気水分離器4a
で除去される。この常温の昇圧空気は、経路14を通っ
て熱交換器5に導かれ、蓄冷器8を導出して圧縮機1に
循環する低温空気と熱交換して冷却された後、経路15
を経て膨張タービン6に導入される。
The compressed air cooled to approximately normal temperature is then introduced into the pressure booster 3 from the path 12 and has a pressure of about 2.3 kg / cm.
The pressure is further increased to 2 G, and at the same time, it becomes pressurized air heated to 75 ° C. This pressurized air is introduced into the cooler 4 from the path 13 and, similarly to the compressed air, is removed from the pressurized heat to become approximately normal temperature, and the generated drain water is separated from the pressurized air-water separator 4a.
Is removed by The normal-temperature pressurized air is led to the heat exchanger 5 through the path 14, is led out of the regenerator 8, exchanges heat with low-temperature air circulating through the compressor 1, and is cooled.
Through the expansion turbine 6.

【0018】膨張タービン6に導入された昇圧空気は、
該膨張タービン6で約0.1kg/cm2 Gに断熱膨張
し、寒冷を発生して低温空気となる。このとき、断熱膨
張により発生するエネルギーは、前記昇圧機3に連結さ
れた軸6aを介して前記圧縮空気の昇圧動力として使用
される。
The pressurized air introduced into the expansion turbine 6 is
The expansion turbine 6 adiabatically expands to about 0.1 kg / cm 2 G, generates cold and becomes low-temperature air. At this time, the energy generated by the adiabatic expansion is used as boosting power for the compressed air via the shaft 6a connected to the booster 3.

【0019】膨張タービン6を導出した低温空気は、経
路16及び低温濾過器7を経て蓄冷器8に導入され、該
蓄冷器8内に設けられた経路17を通る。このとき、低
温空気は、蓄冷器8内に充填されたエタノールと水との
混合物からなる蓄冷材8aと熱交換を行い、その凝固温
度まで冷熱を放出し、蓄冷材8aを凝固させることによ
り、蓄冷材8aに寒冷を蓄える。蓄冷器8で蓄冷材8a
を凝固させることにより昇温した低温空気は、経路18
を経て前記熱交換器5に導入され、該熱交換器5で前記
膨張タービン6に導入される常温の昇圧空気と熱交換
し、昇圧空気を冷却するとともに自身は略常温まで昇温
し、経路19を通って圧縮機1に導入され、再び圧縮さ
れて前記経路順に冷媒ガス循環経路を循環する。
The low-temperature air derived from the expansion turbine 6 is introduced into the regenerator 8 through a path 16 and a low-temperature filter 7, and passes through a path 17 provided in the regenerator 8. At this time, the low-temperature air exchanges heat with the cold storage material 8a composed of a mixture of ethanol and water filled in the cool storage unit 8, releases cold to its solidification temperature, and solidifies the cold storage material 8a. Cold is stored in the cold storage material 8a. Cold storage material 8a with cold storage 8
The low-temperature air heated by coagulation of the
Through the heat exchanger 5, the heat exchanger 5 exchanges heat with the pressurized air at room temperature introduced into the expansion turbine 6, cools the pressurized air, and raises itself to approximately room temperature. 19, the refrigerant is introduced into the compressor 1, compressed again, and circulates in the refrigerant gas circulation path in the order of the path.

【0020】上記のように、冷媒ガス循環経路に冷媒ガ
スである空気を循環させ、寒冷を発生させる寒冷発生蓄
冷設備Aの運転を継続すると、膨張タービン6での断熱
膨張により発生した寒冷量に応じて膨張タービン6を導
出する低温空気の温度が低下し、この低温空気により冷
却される蓄冷材8aの温度も常温から次第に冷却され
る。そして、運転継続に伴って蓄冷器8から経路18に
導出する低温空気の温度も次第に低下し、この低温空気
と熱交換器5で熱交換して冷却される昇圧空気の温度も
低下する。これにより、膨張タービン6に導入される昇
圧空気の温度が低下するとともに、膨張タービン6から
経路16に導出される低温空気の温度もこれに伴って低
下し、運転時間の経過とともに蓄冷材8aであるエタノ
ールと水との混合物が徐々に所望の温度に冷却される。
As described above, when the air that is the refrigerant gas is circulated in the refrigerant gas circulation path and the operation of the cold storage / regeneration facility A for generating the cold is continued, the amount of the cold generated by the adiabatic expansion in the expansion turbine 6 is reduced. Accordingly, the temperature of the low-temperature air flowing out of the expansion turbine 6 decreases, and the temperature of the cold storage material 8a cooled by the low-temperature air is gradually cooled from room temperature. Then, as the operation continues, the temperature of the low-temperature air derived from the regenerator 8 to the path 18 gradually decreases, and the temperature of the pressurized air cooled by heat exchange with the low-temperature air and the heat exchanger 5 also decreases. As a result, the temperature of the pressurized air introduced into the expansion turbine 6 decreases, and the temperature of the low-temperature air derived from the expansion turbine 6 to the path 16 also decreases accordingly. Certain mixtures of ethanol and water are gradually cooled to the desired temperature.

【0021】本形態例の場合、最終的に、経路15から
膨張タービン6に導入される昇圧空気の温度は約−57
℃、経路16を導出して蓄冷器8に導入される低温空気
の温度は約−105℃、蓄冷器8を導出して経路18か
ら熱交換器5に導入される低温空気の温度は約−67℃
となるように設定している。
In the case of this embodiment, finally, the temperature of the pressurized air introduced into the expansion turbine 6 from the passage 15 is about -57.
° C, the temperature of the low-temperature air introduced into the regenerator 8 through the path 16 is about -105 ° C, and the temperature of the low-temperature air introduced into the heat exchanger 5 from the path 18 through the regenerator 8 is about -105 ° C. 67 ° C
It is set to be.

【0022】一方の寒冷利用設備B側では、循環冷媒で
あるエタノールと水との混合物が、蓄冷器8内の循環冷
媒循環経路を構成する経路27を流れ、蓄冷材8aであ
るエタノールと水との混合物に蓄積されている寒冷によ
り、約−75℃に冷却される。冷却された循環冷媒は、
循環冷媒ポンプ21で、循環冷媒循環経路を循環するた
めに必要な圧力が付与されて経路25を流れ、冷凍倉庫
22内に設けられた冷却器23に導入される。
On the other hand, on the cold utilization facility B side, a mixture of ethanol and water, which are circulating refrigerants, flows through a path 27 constituting a circulating refrigerant circulation path in the regenerator 8, and ethanol and water, which are cold storage materials 8a, Is cooled to about -75 ° C due to the cold build-up in the mixture. The cooled circulating refrigerant is
The circulating refrigerant pump 21 applies pressure necessary to circulate the circulating refrigerant circulating path, flows through the path 25, and is introduced into the cooler 23 provided in the freezing warehouse 22.

【0023】そして、該冷却器23を流れる循環冷媒の
寒冷により、冷凍倉庫22内の雰囲気ガスを介して冷凍
倉庫22と冷凍食品22aとを約−70℃に冷却し、そ
のそれぞれに寒冷を蓄積する。寒冷を冷凍倉庫22と冷
凍食品22aとに与えることにより、約−65℃に昇温
した循環冷媒は、低温倉庫22から循環冷媒循環経路を
構成する経路26に導出し、前記蓄冷器8内の経路27
を流れて再び冷却された後、前記循環冷媒ポンプ21に
戻って循環冷媒循環経路を循環する。
Then, by the cooling of the circulating refrigerant flowing through the cooler 23, the frozen warehouse 22 and the frozen food 22a are cooled to about -70 ° C. via the atmospheric gas in the frozen warehouse 22, and the cold is accumulated in each of them. I do. By applying cold to the freezing warehouse 22 and the frozen food 22a, the circulating refrigerant heated to about −65 ° C. is led out of the low-temperature warehouse 22 to a path 26 that constitutes a circulating refrigerant circulation path. Route 27
, And is cooled again, and returns to the circulating refrigerant pump 21 to circulate through the circulating refrigerant circulation path.

【0024】このように、寒冷発生蓄冷設備Aと寒冷利
用設備Bとをそれぞれ運転することにより、寒冷発生蓄
冷設備Aで発生した低温空気の寒冷は、蓄冷器8内の蓄
冷材8aと寒冷利用設備Bの循環冷媒循環経路を流れる
循環冷媒とを介して、低温倉庫22内を冷却することに
なる。
As described above, by operating the cold-generating cold storage facility A and the cold utilization facility B, the cold of the low-temperature air generated in the cold-generating cold storage facility A is reduced by the cold storage material 8a in the cold storage unit 8 and the cold utilization facility. The inside of the low-temperature warehouse 22 is cooled via the circulating refrigerant flowing through the circulating refrigerant circulation path of the facility B.

【0025】ここで、前記蓄冷材8aとして用いるエタ
ノールと水との混合物は、低温空気から寒冷を受けてス
ラリー状に凝固し、循環冷媒に寒冷を放出したとき溶解
するように、その混合割合が調合されている。すなわ
ち、蓄冷材8aは、顕熱と凝固熱(潜熱)とを有効利用
して単位当たりの蓄冷量を大きくすることにより、蓄冷
材8aの使用量を低減することができ、蓄冷器8の小型
化が図れる。本形態例における蓄冷材8aは、その凝固
温度が約−78℃になるように、エタノールと水との混
合割合を約80重量%と20重量%とにしている。
Here, the mixture of ethanol and water used as the cold storage material 8a is subjected to cold from low-temperature air, solidifies into a slurry, and has a mixing ratio such that it is dissolved when the cold is released to the circulating refrigerant. Has been formulated. In other words, the cold storage material 8a can reduce the amount of use of the cold storage material 8a by effectively using the sensible heat and the heat of solidification (latent heat) to increase the amount of cold storage per unit. Can be achieved. In the cold storage material 8a in this embodiment, the mixing ratio of ethanol and water is set to about 80% by weight and 20% by weight so that the solidification temperature is about -78 ° C.

【0026】冷凍倉庫の使用条件によって、本形態例程
低い温度を必要としない場合は、昇圧空気の圧力を低く
して膨張タービン6で発生する低温空気の温度を高くす
ればよく、これによって空気圧縮手段における圧縮機1
の運転動力費を低減することができる。また、蓄冷材8
aとして本形態例と同様にエタノールと水との混合物を
使用し、その凝固温度を、例えば−65℃とする場合
は、その混合割合を約70%と30%とに選定すればよ
い。
If the lower temperature is not required as in the present embodiment depending on the use conditions of the freezer warehouse, the pressure of the pressurized air may be lowered to raise the temperature of the low-temperature air generated in the expansion turbine 6, thereby increasing the air temperature. Compressor 1 in compression means
Operating power cost can be reduced. In addition, cold storage material 8
When a mixture of ethanol and water is used as a in the embodiment and the coagulation temperature is set to, for example, −65 ° C., the mixing ratio may be selected to be about 70% and 30%.

【0027】また、食品冷凍倉庫又は他の冷凍倉庫であ
って、本形態例より低温を必要とする場合は、蓄冷材8
aとして凝固温度の低いアルコール類、例えば、メタノ
ールやエタノールを単独で、又はこれらを適宜混合して
使用することができる。また、蓄冷材8aには、上記ア
ルコール類やアルコール類と水との混合物に、アセトン
を加えた混合物を用いることもできる。
In the case of a food freezing warehouse or another freezing warehouse, which requires a lower temperature than the present embodiment, the cold storage material 8
As a, alcohols having a low coagulation temperature, for example, methanol and ethanol can be used alone or as a mixture thereof. Further, as the cold storage material 8a, a mixture of the above-mentioned alcohols or a mixture of alcohols and water with acetone can also be used.

【0028】上述の寒冷発生蓄冷設備Aの運転は、例え
ば、蓄冷器8に蓄冷材8aの温度を検出する温度検出手
段を設け、この温度検出手段からの検出温度信号と予め
設定された上限温度,下限温度とを比較し、検出温度が
上限温度又は下限温度に達したときに、圧縮機1の運転
及び停止を制御することができる機能を備えた温度調節
計等を設けることにより、簡単な構成で自動的に行うこ
とができる。
For the operation of the above-mentioned cold generating and regenerating equipment A, for example, the regenerator 8 is provided with temperature detecting means for detecting the temperature of the cold storage material 8a, and a detected temperature signal from the temperature detecting means and a preset upper limit temperature , And a lower limit temperature, and when the detected temperature reaches the upper limit temperature or the lower limit temperature, a temperature controller or the like having a function of controlling the operation and stop of the compressor 1 is provided. Can be done automatically by configuration.

【0029】このとき、通常の運転中においては、停止
している圧縮機1を再起動して運転を再開した場合で
も、系内が冷却されているので、短時間で所定の寒冷発
生蓄冷運転を行うことができる。
At this time, during the normal operation, even if the stopped compressor 1 is restarted and the operation is restarted, since the inside of the system is cooled, the predetermined cold-generating cold storage operation can be performed in a short time. It can be performed.

【0030】このように、断熱膨張により発生した低温
空気で直接冷凍食品を冷却することなく、低温空気の寒
冷を蓄冷材8aに蓄えるようにしたことと、寒冷発生蓄
冷設備Aの運転及び停止が容易に行えることとから、例
えば、夜間の22時〜8時の10時間に運転し、昼間の
8時〜22時の14時間は停止とすることにより、電力
費用の安価な夜間電力を利用して寒冷発生蓄冷運転を行
うことができ、運転動力費を大幅に低減することができ
る。
As described above, the cold of the low-temperature air is stored in the cold storage material 8a without directly cooling the frozen food with the low-temperature air generated by the adiabatic expansion. Since it can be easily performed, for example, the vehicle is operated at 10 hours from 22:00 to 8:00 at night and stopped at 14 hours from 8:00 to 22:00 in the daytime, so that nighttime power with low power cost can be used. Thus, the cold storage operation can be performed, and the operating power cost can be significantly reduced.

【0031】また、冷媒ガス循環経路中の圧縮機1,昇
圧機3及び膨張タービン6の各軸シール部等から系外に
漏洩する少量の空気量に相当する空気は、冷媒ガス補給
装置9から適宜系内に補給される。
Further, air corresponding to a small amount of air leaking out of the system from the shaft seals of the compressor 1, the booster 3 and the expansion turbine 6 in the refrigerant gas circulation path is supplied from the refrigerant gas replenishing device 9. It is supplied to the system as needed.

【0032】上述したように、寒冷発生蓄冷運転の初期
に冷媒ガス循環経路に充圧される空気や、運転中に補給
される空気は、乾燥器9bにより露点が約−30℃程度
まで水分が除去されているが、膨張タービン6を導出す
る低温空気の温度は、本形態例の場合、その最終温度が
約−105℃まで達するため、膨張タービン6を導出す
る低温空気が含有する微量の水分や炭酸ガスが、霜,氷
状の固体として析出することになる。膨張タービン6を
導出した経路16の低温濾過器7は、このようにして発
生した霜,氷状の固体を捕捉除去するために設けられる
もので、金網,合成繊維,ガラス繊維を積層したもの
や、球状や円柱状等の充填物を充填して形成した固体分
離機能を有している。この低温濾過器7は、ヒーターを
組込んで固体状の霜や氷を融氷したり、切換え式にした
りすることにより、運転中に捕捉した析出物を、運転中
及び/又は運転停止中に除去することができる。
As described above, the air charged into the refrigerant gas circulation path at the beginning of the cold generation / cold storage operation or the air supplied during the operation is reduced in moisture by the dryer 9b to a dew point of about -30 ° C. Although the temperature of the low-temperature air derived from the expansion turbine 6 is removed but reaches a final temperature of about −105 ° C. in the case of the present embodiment, a small amount of moisture contained in the low-temperature air derived from the expansion turbine 6 is contained. Or carbon dioxide gas is precipitated as frost or icy solid. The low-temperature filter 7 in the path 16 from which the expansion turbine 6 is led is provided to capture and remove frost and icy solids generated in this way, and includes a wire mesh, a synthetic fiber, and a glass fiber laminated. It has a solid separation function formed by filling a spherical or cylindrical filler. The low-temperature filter 7 incorporates a heater to melt solid frost and ice or to switch the solid frost or ice, so that the precipitates caught during the operation can be removed during the operation and / or during the operation stop. Can be removed.

【0033】寒冷発生蓄冷設備Aにおける冷媒ガスとし
ては、前記空気の他に、膨張タービン6の出口の温度,
圧力下で凝縮あるいは凝結しても、その量が膨張タービ
ン6の運転に支障のない程度の量のガスならば任意のガ
スを使用することができる。例えば、膨張タービン6の
出口温度が−55〜−60℃程度の場合には炭酸ガスを
用いることができる。さらに、析出物を含まないガス、
例えば窒素等を使用することもでき、このような凝縮あ
るいは凝結する成分を含まないガスを冷媒ガスとして使
用する場合は、低温濾過器7を不要にすることができ
る。但し、窒素や炭酸ガス等を用いる場合、圧縮機1や
膨張タービン6の軸封部等から漏洩する冷媒ガスを補う
ため、冷媒ガス補給装置9には、冷媒ガスと同じガスが
充填された貯槽,ガスボンベ,可搬式ガス容器等を用い
るようにする。
As the refrigerant gas in the cold storage / regenerator A, in addition to the air, the temperature at the outlet of the expansion turbine 6
Any gas can be used as long as the amount of gas does not hinder the operation of the expansion turbine 6 even if the gas condenses or condenses under pressure. For example, when the outlet temperature of the expansion turbine 6 is about −55 to −60 ° C., carbon dioxide gas can be used. Further, a gas containing no precipitate,
For example, nitrogen or the like can be used. When a gas that does not contain such condensing or condensing components is used as the refrigerant gas, the low-temperature filter 7 can be omitted. However, when nitrogen or carbon dioxide gas is used, the refrigerant gas replenishing device 9 is filled with a storage tank filled with the same gas as the refrigerant gas to compensate for the refrigerant gas leaking from the shaft seal portion of the compressor 1 and the expansion turbine 6. , Gas cylinders, portable gas containers, etc. should be used.

【0034】また、前記蓄冷器8は、運転温度に応じて
外部断熱式や二重殻真空断熱式等を用いることができ、
形状を横型にすることもできる。また、蓄冷器8内に設
けられる冷媒ガス循環経路及び循環冷媒循環経路を形成
する経路17及び経路27は、蓄冷材8aの性状に合わ
せてフィン付き管やコイル状等の適宜な形状を選択する
ことができる。さらに、冷媒ガス及び循環冷媒の流れ方
向は、冷媒ガスを上から下に流すようにして融解してい
るときの蓄冷材8aの対流を促進するようにしてもよ
く、また、冷媒ガスと循環冷媒とを併流とすることな
ど、種々組合わせることもでき、本形態例に限定される
ものではない。
The regenerator 8 may be of an external insulation type or a double-shell vacuum insulation type depending on the operating temperature.
The shape can be horizontal. The refrigerant gas circulation path and the circulation refrigerant circulation path provided in the regenerator 8 have a path 17 and a path 27 forming an appropriate shape such as a finned tube or a coil shape according to the properties of the regenerator material 8a. be able to. Further, the flow direction of the refrigerant gas and the circulating refrigerant may be such that the refrigerant gas flows from top to bottom to promote convection of the cold storage material 8a when the refrigerant gas is being melted. It is also possible to use various combinations, such as co-current flow, and is not limited to this embodiment.

【0035】前記蓄冷材8aとしては、比熱が大きく、
かつ、冷媒ガスから寒冷を吸収するとき及び循環冷媒を
冷却して寒冷を放出するときの熱伝達効率のよいものが
望ましく、この点で、膨張タービンを導出した低温ガス
の温度において完全に固化しない上述のアルコール類
や、アルコール類と水との混合物等の液状のものが優れ
ているが、これらの液状のものに限らず、鋼球や硅石等
の固体状のものも使用できる。
The cold storage material 8a has a large specific heat,
Further, it is desirable that the heat transfer efficiency is high when the cold is absorbed from the refrigerant gas and when the circulating refrigerant is cooled and the cold is released, and at this point, the solidification is not completely solidified at the temperature of the low-temperature gas derived from the expansion turbine. Liquids such as the above-mentioned alcohols and mixtures of alcohols and water are excellent, but not limited to these liquids, and solids such as steel balls and silica stones can also be used.

【0036】さらに、前記膨張タービン6には、静圧ガ
スベアリング式、動圧ガスベアリング式、磁気ベアリン
グ式等、各種形式のものを用いることができる。
Further, as the expansion turbine 6, various types such as a static pressure gas bearing type, a dynamic pressure gas bearing type, a magnetic bearing type and the like can be used.

【0037】また、寒冷利用設備Bの運転は、被冷凍物
の冷凍温度や冷凍倉庫22の稼働状況等に応じて任意に
行うことができる。例えば、入出庫作業が集中し、これ
による逸散熱量の多い昼間時、例えば10時〜16時の
6時間に集中して運転するように設定することができ
る。さらに、運転中も、循環冷媒ポンプ21を必要に応
じて起動,停止させることにより、冷凍倉庫22内を所
定の温度に冷却することができる。すなわち、冷凍倉庫
22内や冷却器23の適当な位置に、前記寒冷発生蓄冷
設備Aと同様な温度検出手段を設けるとともに、検出温
度と設定温度との比較結果に応じて循環冷媒ポンプ21
を制御できる温度調節計を設けることにより、循環冷媒
循環経路を流れる循環冷媒量を調節することができ、冷
凍倉庫22内の温度を所定の温度範囲内に維持すること
ができる。このような温度調節運転は、図1に破線で示
すようなバイパス経路31,32のいずれかあるいは双
方を設けるとともに、冷凍倉庫22内等の温度により各
バイパス経路31,32の弁を開閉し、循環冷媒の一部
又は全部をバイパスさせることによっても自動的に行う
ことができる。
The operation of the cold utilization facility B can be arbitrarily performed according to the freezing temperature of the frozen object, the operation status of the freezing warehouse 22, and the like. For example, it can be set so that the operation is concentrated during the daytime when the incoming and outgoing work is concentrated and the amount of dissipated heat is large, for example, 6 hours from 10:00 to 16:00. Further, even during operation, the inside of the freezing warehouse 22 can be cooled to a predetermined temperature by starting and stopping the circulating refrigerant pump 21 as necessary. That is, a temperature detecting means similar to that of the cold generating and regenerating equipment A is provided in the freezing warehouse 22 or at an appropriate position in the cooler 23, and the circulating refrigerant pump 21 is provided in accordance with a comparison result between the detected temperature and the set temperature.
Is provided, the amount of circulating refrigerant flowing through the circulating refrigerant circulation path can be adjusted, and the temperature in the freezing warehouse 22 can be maintained within a predetermined temperature range. In such a temperature control operation, one or both of the bypass paths 31 and 32 as shown by the broken line in FIG. 1 are provided, and the valves of the bypass paths 31 and 32 are opened and closed according to the temperature in the freezing warehouse 22 or the like. This can also be done automatically by bypassing part or all of the circulating refrigerant.

【0038】この寒冷利用設備Bで使用する前記循環冷
媒としては、前記蓄冷材8aの冷却温度において固化し
ないものであればよく、1種類のアルコール類又は2種
類以上のアルコール類を混合したもの又はアルコール類
と水との混合物等を使用することができ、混合物とする
場合は、前記蓄冷材8aと同様に、その混合割合によっ
て使用時に固化しない温度のものを容易に調合して使用
することができる。本形態例の場合は、蓄冷材8aの凝
固温度−78℃よりもさらに低温である膨張タービン6
を導出した低温空気の温度−105℃においても凝固し
ないように、それより低い−110℃の凝固温度となる
ように、エタノールと水との混合割合を約92重量%と
8重量%とにしたものを使用している。また、循環冷媒
として、前記冷却器23で寒冷を放出するときに気化
し、前記蓄冷器8で寒冷を受けたときに液化するもの、
例えば、ブタンやプロパン、プロピレン等又はこれらの
混合物を用いることもできる。
As the circulating refrigerant used in the cold utilization facility B, any refrigerant which does not solidify at the cooling temperature of the cold storage material 8a may be used. One type of alcohol or a mixture of two or more types of alcohols or A mixture of alcohols and water can be used, and when a mixture is used, similarly to the cold storage material 8a, a material that does not solidify at the time of use depending on its mixing ratio can be easily prepared and used. it can. In the case of the present embodiment, the expansion turbine 6 having a lower temperature than the solidification temperature of the cold storage material 8a −78 ° C.
The mixing ratio of ethanol and water was set to about 92% by weight and 8% by weight so that the solidification temperature was -110 ° C lower than that of the low-temperature air at which -105 ° C was derived. Use things. In addition, as a circulating refrigerant, a refrigerant that vaporizes when the cold is released in the cooler 23 and liquefies when it receives the cold in the regenerator 8.
For example, butane, propane, propylene and the like or a mixture thereof can be used.

【0039】上述したように、冷凍倉庫22及び被冷凍
物22aをその品質保持に必要な規定温度以下の低温に
まで冷却し、その寒冷を冷凍倉庫22及び被冷凍物22
aに蓄積し、この蓄積された寒冷、例えば、本形態例の
場合は規定温度以下の−70℃まで冷却し、−70℃と
規定温度の−25〜−35℃との温度差に相当する寒冷
を、昼間に集中する入出庫時の逸散熱量の補償に充てる
ことにより、寒冷発生蓄冷設備Aで発生した寒冷を有効
に利用することができる。
As described above, the freezing warehouse 22 and the frozen object 22a are cooled to a low temperature below a specified temperature required for maintaining the quality thereof, and the cold is cooled.
a, and the accumulated cold, for example, in the case of the present embodiment, is cooled down to −70 ° C. below the specified temperature, and corresponds to the temperature difference between −70 ° C. and the specified temperature −25 to −35 ° C. By applying the cold to the compensation of the amount of heat dissipated at the time of entering and exiting the warehouse during the daytime, the cold generated in the cold storage and storage facility A can be effectively used.

【0040】このように、安価な夜間電力で発生した寒
冷を蓄積し、該蓄積した寒冷で被冷凍物22aを冷却す
る場合、蓄冷材8aの冷却温度は−50℃以下にするこ
とが望ましい。すなわち、−50℃より蓄冷温度が高い
と、蓄冷温度と冷凍温度との差が小さくなり、蓄積寒冷
量が少なくなるので、昼間に集中する入出庫時の逸散熱
量を蓄積した冷熱で補償しきれず、寒冷発生装置の運転
を電力料金の高い昼間電力で行うことになり、運転動力
費を低減するという効果は少なくなる。
As described above, when the cold generated by the inexpensive nighttime electric power is accumulated and the frozen object 22a is cooled by the accumulated cold, it is desirable that the cooling temperature of the cold storage material 8a is -50 ° C. or lower. That is, if the cold storage temperature is higher than −50 ° C., the difference between the cold storage temperature and the freezing temperature is reduced, and the amount of accumulated cold is reduced. Therefore, the amount of heat dissipated during entrance and exit during the daytime is compensated by the accumulated cold heat. Instead, the operation of the cold generator is performed by daytime electric power having a high electric power rate, and the effect of reducing the operating power cost is reduced.

【0041】なお、上記形態例で示した各数値は、本発
明を適用した一例にすぎず、これに限定されるものでは
ない。また、上記形態例では、食品冷凍倉庫の場合につ
いて述べたが、食品以外の被冷凍物を冷凍保管する冷凍
倉庫にも適用し得ることは勿論であり、冷媒ガス,蓄冷
材,循環冷媒の種類や、それらの使用温度は、被冷凍物
の冷凍温度に適したものを適宜選択することができる。
The numerical values shown in the above embodiments are merely examples to which the present invention is applied, and the present invention is not limited to these. Further, in the above embodiment, the case of the food freezing warehouse has been described. However, it is needless to say that the present invention can also be applied to a freezing warehouse for freezing and storing frozen objects other than food, and the types of the refrigerant gas, the cold storage material, and the circulating refrigerant. Further, as for their use temperature, those suitable for the freezing temperature of the frozen object can be appropriately selected.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の冷凍倉庫
における被冷凍物の冷凍方法及び装置は、冷媒ガスを循
環圧縮して断熱膨張させるこよにより寒冷を発生し、発
生した寒冷を蓄冷器内に蓄積し、かつ、蓄冷器を導出す
る低温冷媒ガスの寒冷を熱交換器で回収するとともに、
蓄冷器に蓄積された寒冷を循環冷媒を循環させて取出
し、取出した寒冷で冷凍倉庫及び被冷凍物を冷凍するよ
うにしたから、寒冷を容易に発生させることができ、か
つ、蓄冷器及び冷凍倉庫と被冷凍物にその規定冷凍温度
以下の任意の温度に冷却して寒冷をこれに蓄積すること
ができ、発生寒冷を有効利用することができる。
As described above, the method and apparatus for freezing an object to be frozen in a freezer warehouse according to the present invention generate refrigeration by circulating and compressing the refrigerant gas and adiabatically expanding the refrigerant gas. The cold of the low-temperature refrigerant gas that accumulates inside and leads out of the regenerator is recovered by the heat exchanger,
The cold accumulated in the regenerator is taken out by circulating the circulating refrigerant, and the refrigerating warehouse and the object to be frozen are frozen with the taken out cold, so that the cold can be easily generated, and the regenerator and refrigeration The warehouse and the object to be frozen can be cooled to an arbitrary temperature lower than the specified freezing temperature and the cold can be accumulated therein, and the generated cold can be used effectively.

【0043】したがって、従来のフロンによる寒冷発生
装置を昼夜間を通して連続的に運転する必要がなく、加
えて、寒冷発生設備では、蓄冷後の冷媒ガスの冷熱を回
収し、膨張タービン導入冷媒ガスを冷却して、より低温
の冷媒ガスを効率よく発生させることができるから、冷
媒ガス圧縮機の小型化あるいは圧縮圧力を低く設定で
き、また、膨張タービンの回転力で昇圧機を駆動するか
ら、構成が簡単となるとともに、運転動力費を低減する
ことができる。
Therefore, it is not necessary to continuously operate the conventional refrigeration system using chlorofluorocarbon throughout the day and night. In addition, the refrigeration system collects the cold heat of the refrigerant gas after cold storage, and removes the refrigerant gas introduced into the expansion turbine. Cooling can efficiently generate a lower-temperature refrigerant gas, so that the refrigerant gas compressor can be downsized or the compression pressure can be set low, and the booster is driven by the rotational force of the expansion turbine. Can be simplified, and the operating power cost can be reduced.

【0044】また、寒冷利用設備では、特に昼間に集中
する被冷凍物の入出庫時の逸散熱量を蓄積した寒冷で補
うことができるから、冷凍設備を小型化して設備費を低
減することができるとともに、運転動力費を低減するこ
とができる。
Further, in the cold utilization equipment, since the amount of heat dissipated particularly during the daytime when articles to be frozen enter and leave can be supplemented by the accumulated cold, it is possible to reduce the size of the refrigeration equipment and reduce the equipment cost. In addition, the operating power cost can be reduced.

【0045】さらに、寒冷発生設備と寒冷利用設備と
を、蓄冷器を介して別系統で構成したから、両設備を同
時に又は別々に運転することができ、寒冷発生設備及び
/又は寒冷利用設備を、安価な夜間電力を使用して運転
することができる。特に、動力消費の多い寒冷発生設備
側で夜間電力を集中して使用することによって、運転動
力費を大幅に低減することができる。
Furthermore, since the cold generation facility and the cold utilization facility are configured as separate systems via a regenerator, both facilities can be operated simultaneously or separately, and the cold production facility and / or the cold utilization facility can be used. It can be operated using cheap nighttime electricity. In particular, operating power costs can be significantly reduced by intensively using nighttime power on the side of the cold generation facility that consumes much power.

【0046】そして、従来方法及び装置例に比較し、よ
り低温でかつ任意の冷凍温度が容易に得られるから、蓄
冷器の容量又は蓄冷材の冷却温度の選定次第で、冷凍倉
庫及び被冷凍物の負荷変動に幅広く対応できるので、安
価な夜間電力をさらに有効に利用することができるとと
もに、一般の昼,夜間の電力需要変動の平準化にも寄与
できる。加えて、冷却用の冷媒ガスにフロン等の冷媒を
使用しないので、地球環境汚染の問題もない。
In comparison with the conventional method and the apparatus example, since a lower temperature and an arbitrary refrigeration temperature can be easily obtained, depending on the capacity of the regenerator or the selection of the cooling temperature of the regenerator material, the refrigeration warehouse and the material to be frozen are selected. Therefore, inexpensive nighttime power can be used more effectively, and it can contribute to the leveling of power demand fluctuations during the day and night. In addition, since no refrigerant such as chlorofluorocarbon is used as the refrigerant gas for cooling, there is no problem of global environmental pollution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明を適用した一形態例を示す系統図であ
る。
FIG. 1 is a system diagram showing one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…圧縮機、2…圧縮空気冷却器、3…昇圧機、4…昇
圧空気冷却器、5…熱交換器、6…膨張タービン、7…
低温濾過器、8…蓄冷器、8a…蓄冷材、9…冷媒ガス
補給装置、10…冷媒ガス導入経路、11,12,1
3,14,15,16,17,18,19…冷媒ガス循
環経路を形成する経路、21…循環冷媒ポンプ、22…
冷凍倉庫、22a…被冷凍物、23…冷却器、25,2
6,27…循環冷媒循環経路を形成する経路、A…寒冷
発生蓄冷設備、B…寒冷利用設備
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Compressor, 2 ... Compressed air cooler, 3 ... Booster, 4 ... Booster air cooler, 5 ... Heat exchanger, 6 ... Expansion turbine, 7 ...
Low-temperature filter, 8: regenerator, 8a: regenerator material, 9: refrigerant gas replenishing device, 10: refrigerant gas introduction path, 11, 12, 1
3, 14, 15, 16, 17, 18, 19 ... a path forming a refrigerant gas circulation path, 21 ... a circulating refrigerant pump, 22 ...
Refrigerated warehouse, 22a: frozen object, 23: cooler, 25, 2
6, 27: a route for forming a circulating refrigerant circulation route, A: a cold storage / regeneration facility, B: a cold utilization facility

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 冷凍倉庫に収納された被冷凍物を規定温
度以下に冷却して冷凍保存する被冷凍物の冷凍方法であ
って、冷媒ガスを圧縮後断熱膨張させて低温冷媒ガスを
発生させ、該低温冷媒ガスで蓄冷材を介して循環冷媒を
冷却し、該循環冷媒を前記冷凍倉庫に供給して前記被冷
凍物を冷凍するとともに、前記蓄冷材冷却後の低温冷媒
ガスを前記断熱膨張前の圧縮冷媒ガスと熱交換させて圧
縮冷媒ガスを冷却し、低温冷媒ガスは昇温後に再び圧縮
して再循環させることを特徴とする冷凍倉庫における被
冷凍物の冷凍方法。
1. A method for refrigerating an object to be frozen, wherein the object to be frozen stored in a freezer warehouse is cooled to a specified temperature or lower and frozen and stored. Cooling the circulating refrigerant through the cold storage material with the low-temperature refrigerant gas, supplying the circulating refrigerant to the freezing warehouse to freeze the frozen object, and adiabatically expanding the low-temperature refrigerant gas after cooling the cold storage material. A method for refrigerating a frozen object in a freezing warehouse, characterized in that the compressed refrigerant gas is cooled by heat exchange with a previous compressed refrigerant gas, and the low-temperature refrigerant gas is recompressed and recirculated after the temperature rises.
【請求項2】 前記冷媒ガスが、空気であることを特徴
とする請求項1記載の冷凍倉庫における被冷凍物の冷凍
方法。
2. The method according to claim 1, wherein the refrigerant gas is air.
【請求項3】 前記蓄冷材が、1種類のアルコール類又
は2種類以上のアルコール類の混合物又はアルコール類
と水との混合物であることを特徴とする請求項1記載の
冷凍倉庫における被冷凍物の冷凍方法。
3. The article to be frozen in a freezer warehouse according to claim 1, wherein said cold storage material is one kind of alcohol, a mixture of two or more kinds of alcohols, or a mixture of alcohol and water. Freezing method.
【請求項4】 前記循環冷媒が、1種類のアルコール類
又は2種類以上のアルコール類の混合物又はアルコール
類と水の混合物であることを特徴とする請求項1記載の
冷凍倉庫における被冷凍物の冷凍方法。
4. The method according to claim 1, wherein the circulating refrigerant is one kind of alcohol, a mixture of two or more kinds of alcohols, or a mixture of alcohols and water. Freezing method.
【請求項5】 前記循環冷媒が、プロパン又はブタン又
はこれらの混合物であることを特徴とする請求項1記載
の冷凍倉庫における被冷凍物の冷凍方法。
5. The method according to claim 1, wherein the circulating refrigerant is propane, butane, or a mixture thereof.
【請求項6】 前記断熱膨張後の低温冷媒ガスに含まれ
る析出物を除去することを特徴とする請求項1記載の冷
凍倉庫における被冷凍物の冷凍方法。
6. The method according to claim 1, wherein the deposit contained in the low-temperature refrigerant gas after the adiabatic expansion is removed.
【請求項7】 前記蓄冷材の冷却温度が、−50℃以下
であることを特徴とする請求項1記載の冷凍倉庫におけ
る被冷凍物の冷凍方法。
7. The method according to claim 1, wherein the cooling temperature of the cold storage material is -50 ° C. or lower.
【請求項8】 前記冷媒ガスにより蓄冷材を冷却する運
転と、前記循環冷媒により被冷凍物を冷凍する運転と
を、同時に又は異なる時間帯に行うことを特徴とする請
求項1乃至7のいずれかに記載の冷凍倉庫における被冷
凍物の冷凍方法。
8. The method according to claim 1, wherein the operation of cooling the regenerator material by the refrigerant gas and the operation of freezing the object to be frozen by the circulating refrigerant are performed simultaneously or at different time zones. A method for freezing an object to be frozen in a freezing warehouse as described in Crab.
【請求項9】 前記蓄冷材を冷却する運転及び/又は被
冷凍物を冷凍する運転は、夜間電力を使用して行うこと
を特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の冷凍倉
庫における被冷凍物の冷凍方法。
9. The refrigeration warehouse according to claim 1, wherein the operation of cooling the cold storage material and / or the operation of freezing the frozen object are performed using nighttime electric power. Freezing method of the frozen object.
【請求項10】 前記被冷凍物を、その品質保持に必要
な温度より低い温度に冷却し、該被冷凍物に寒冷を蓄積
することを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載
の冷凍倉庫における被冷凍物の冷凍方法。
10. The frozen object according to claim 1, wherein the object to be frozen is cooled to a temperature lower than a temperature required for maintaining the quality of the object, and the cold is accumulated in the object to be frozen. A method of freezing a frozen object in a freezer warehouse.
【請求項11】 冷凍倉庫に収納された被冷凍物を冷凍
保存する被冷凍物の冷凍装置であって、冷媒ガスを圧縮
する圧縮手段と、圧縮された冷媒ガスを断熱膨張させて
低温冷媒ガスを発生させる膨張タービンと、該膨張ター
ビンを導出する低温冷媒ガスの寒冷を蓄冷材に伝達して
寒冷を蓄積する蓄冷器と、寒冷伝達後に蓄冷器を導出し
た低温冷媒ガスで前記膨張タービン導入前の圧縮冷媒ガ
スを冷却する熱交換器と、これらの機器を接続して冷媒
ガスを循環させる冷媒ガス循環経路とを設けるととも
に、前記蓄冷器の蓄冷材に蓄積された寒冷により冷却さ
れた循環冷媒を昇圧する循環冷媒ポンプと、昇圧した冷
却循環冷媒で被冷凍物を冷却するため冷凍倉庫内に設け
られた冷却器と、これら機器を接続して被冷凍物を冷却
した後に前記冷却器を導出する循環冷媒を、前記蓄冷器
を経由して前記冷却器に循環導入する循環冷媒循環経路
とを備えたことを特徴とする冷凍倉庫における被冷凍物
の冷凍装置。
11. A refrigerating apparatus for refrigerating an object to be frozen stored in a refrigerating warehouse, comprising: compression means for compressing a refrigerant gas; and a low-temperature refrigerant gas obtained by adiabatically expanding the compressed refrigerant gas. A cold storage gas that transmits the cold of the low-temperature refrigerant gas derived from the expansion turbine to the cold storage material to accumulate cold, and a cold storage gas derived from the regenerator after the cold transmission before the expansion turbine is introduced. A heat exchanger that cools the compressed refrigerant gas, and a refrigerant gas circulation path that connects these devices and circulates the refrigerant gas are provided, and the circulating refrigerant cooled by the cold stored in the regenerator material of the regenerator. A circulating refrigerant pump for increasing the pressure, a cooler provided in a freezing warehouse for cooling the object to be frozen by the pressurized cooling circulating refrigerant, and connecting these devices to cool the object to be frozen, A circulating refrigerant circulation path for circulating and introducing the circulating refrigerant to the cooler via the regenerator;
【請求項12】 前記冷媒ガス循環経路の膨張タービン
を導出した経路に、冷媒ガス中の析出物を除去する低温
濾過器を備えたことを特徴とする請求項11記載の冷凍
倉庫における被冷凍物の冷凍装置。
12. The object to be frozen in a refrigeration warehouse according to claim 11, wherein a low-temperature filter for removing deposits in the refrigerant gas is provided in a path of the refrigerant gas circulation path from which an expansion turbine is led. Refrigeration equipment.
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