特開 2024-78818 冷却装置および冷却方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024078818

(43)【公開日】2024-06-11

(54)【発明の名称】冷却装置および冷却方法

(51)【国際特許分類】

   F25D 23/00 20060101AFI20240604BHJP

   F25D 11/00 20060101ALI20240604BHJP

   A23L 3/36 20060101ALI20240604BHJP

【ＦＩ】

F25D23/00 302K

F25D11/00 101B

A23L3/36 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022191384

(22)【出願日】2022-11-30

(71)【出願人】

【識別番号】000148357

【氏名又は名称】株式会社前川製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000671

【氏名又は名称】ＩＢＣ一番町弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】金井 理

(72)【発明者】

【氏名】田上 諒

(72)【発明者】

【氏名】比留間 直也

【テーマコード（参考）】

3L045

3L345

4B022

【Ｆターム（参考）】

3L045AA02

3L045BA01

3L045CA08

3L045DA02

3L045EA01

3L045GA08

3L045HA02

3L045JA12

3L045LA02

3L045LA14

3L045MA04

3L045PA04

3L045PA05

3L345AA02

3L345AA17

3L345AA20

3L345BB07

3L345CC01

3L345DD24

3L345DD34

3L345KK04

4B022LA05

4B022LA06

4B022LF02

4B022LF03

4B022LF09

4B022LN02

4B022LP02

(57)【要約】

【課題】マイナス温度帯かつ高湿度環境を安定して維持することのできる冷却装置および冷却方法を提供する。
【解決手段】
冷却装置１は、庫内の食品を、マイナス温度帯で高湿度冷却する冷却装置であって、冷却装置を循環する冷媒によって、庫内の空気を冷却するための複数の冷却コイル５１、６１と、食品を高湿度冷却した庫内の空気を取り込んで、複数の冷却コイルに向けて送風する複数のファン１０、２０と、を有する。
【選択図】図２Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

庫内の食品を、マイナス温度帯で高湿度冷却する冷却装置であって、
前記冷却装置を循環する冷媒によって、前記庫内の空気を冷却するための複数の冷却コイルと、
前記食品を高湿度冷却した前記庫内の前記空気を取り込んで、前記複数の冷却コイルに向けて送風する複数のファンと、を有する冷却装置。

【請求項2】

前記冷却コイルは、マイクロチャンネル熱交換器である、請求項１に記載の冷却装置。

【請求項3】

前記マイクロチャンネル熱交換器は、鉛直方向に対して、傾斜して配置される、請求項２に記載の冷却装置。

【請求項4】

前記マイクロチャンネル熱交換器が、前記鉛直方向に対して傾斜する角度は、４５～９０度である、請求項３に記載の冷却装置。

【請求項5】

前記ファンは、遠心ファンである、請求項１または２に記載の冷却装置。

【請求項6】

前記冷却コイルの下流に設けられ、冷却運転時の一の前記冷却コイルを通過した空気、および解氷運転時の他の前記冷却コイルを通過した空気が混合されて高湿度冷却空気が生成される混合領域をさらに有する、請求項１または２に記載の冷却装置。

【請求項7】

前記冷却コイルの上流に設けられ、一の前記ファンによって取り込まれた空気、および解氷運転時の前記冷却コイルに空気を送ることによって生じる高湿度空気が混合される混合領域と、
一の前記冷却コイルの下流側に設けられる第１出口領域と、
他の前記冷却コイルの下流側に設けられる第２出口領域と、
前記第１出口領域に設けられ、前記庫内との連通／遮断を切り替え可能な第１開閉装置と、
前記第１出口領域に設けられ、前記混合領域との連通／遮断を切り替え可能な第２開閉装置と、
前記第２出口領域に設けられ、前記庫内との連通／遮断を切り替え可能な第３開閉装置と、
前記第２出口領域に設けられ、前記混合領域との連通／遮断を切り替え可能な第４開閉装置と、を有する請求項１または２に記載の冷却装置。

【請求項8】

一の前記冷却コイルの上流側に設けられる第１入口領域と、
他の前記冷却コイルの上流側に設けられる第２入口領域と、
一の前記冷却コイルの下流側に設けられる第１出口領域と、
他の前記冷却コイルの下流側に設けられる第２出口領域と、
前記第１入口領域に設けられ、前記庫内との連通／遮断を切り替え可能な第１開閉装置と、
前記第１入口領域に設けられ、前記第１出口領域との連通／遮断を切り替え可能な第２開閉装置と、
前記第１出口領域に設けられ、前記庫内との連通／遮断を切り替え可能な第３開閉装置と、
前記第１出口領域に設けられ、前記第１入口領域との連通／遮断を切り替え可能な第４開閉装置と、
前記第２入口領域に設けられ、前記庫内との連通／遮断を切り替え可能な第５開閉装置と、
前記第２入口領域に設けられ、前記第２出口領域との連通／遮断を切り替え可能な第６開閉装置と、
前記第２出口領域に設けられ、前記庫内との連通／遮断を切り替え可能な第７開閉装置と、
前記第２出口領域に設けられ、前記第２入口領域との連通／遮断を切り替え可能な第８開閉装置と、を有する請求項１または２に記載の冷却装置。

【請求項9】

庫内の食品を、マイナス温度帯で高湿度冷却する冷却方法であって、
冷却装置を循環する冷媒によって、前記庫内を循環する空気を冷却するための複数の冷却コイルを備える冷凍サイクルにおいて、一方の前記冷却コイルでは冷却運転が行われ、他方の前記冷却コイルでは解氷運転が行われる冷却方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷却装置および冷却方法に関し、特に食品を、マイナス温度帯で高湿度冷却する冷却装置および冷却方法に関する。

【背景技術】

【0002】

青果物の多くは収穫後、呼吸・乾燥・成分変化・微生物による腐敗で劣化が進行する。つまり、これらをすべて抑えることで長期間品質（鮮度）を保つことができる。一方で、細菌やカビといった微生物の繁殖は、温度や湿度を下げることで抑えることができるが、青果物に対して湿度を下げることは乾燥に繋がるため好ましくない。このため、青果物は、高湿度環境を維持したまま、青果物が乾燥や凍結することなく、呼吸や成分変化を抑えて、微生物が繁殖できない低い温度帯で貯蔵することが望ましい。

【0003】

高湿度冷却する方法として、冷凍機および加湿器を備える冷蔵貯蔵庫が実用化されている。冷凍機は、例えば圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器により構成されている。加湿器としては、特に限定されないが、例えば水噴霧方式の加湿器である。

【0004】

このような冷蔵貯蔵庫では、冷蔵貯蔵庫内に野菜等を貯蔵し、冷凍機の冷媒によって冷蔵貯蔵庫内の空気を冷却し、その冷気がファンにより強制対流されて、野菜等を冷却する。このとき、加湿器が水を噴霧して冷蔵貯蔵庫内を高湿度に保持する。

【0005】

また、高湿度冷却する方法として、冷却器に散布した不凍液または冷却器を通して循環させた不凍液に冷気を接触させることで冷却する気液接触式のシステムがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１５－１７５５５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

青果物のうち特に、糖度の高い野菜や果実は、－２～－１℃で保存しても凍結することはない。肉も凍結保存すると解凍時にドリップが出てしまい、品質が損なわれてしまうが、－２～－１℃で保管すると凍結せず品質を保つことができ、加工後の歩留まりもよくなる。すなわち、マイナス温度帯での高湿度環境（対象とする食品の凍結点以上０℃以下かつ相対湿度８５％以上）が実現すると、微生物の発生や青果物・食品の呼吸や成分変化のさらなる抑制が可能となり、青果物・食品のより高品質でより長期間の保存ができるようになると考えられる。一方で、マイナス温度帯での高湿度環境を安定して維持することは非常に困難であることが知られている。

【0008】

例えば、従来技術を用いてマイナス温度帯での高湿度条件を維持しようとすると、加湿冷却の場合、冷却装置蒸発温度を０℃以下にする必要があり、冷却コイルに着霜が生じて相対湿度と冷却能力が低下する。これを取り除くため定期的にデフロスト処理が必要で、この間、庫内温度が上昇してしまう。また、加湿装置の水が凍結するためヒータなどの処理が必要になる。さらに、０℃以下ではミストが水蒸気になりにくく、相対湿度が上がらないことなどが問題となる。一方、気液接触式の場合は、不凍液の濃度上昇とともに空気中の湿度が下がることや、貯水タンク・ポンプ・散水ノズルなどが必要になり、加湿冷却よりも設備コストがかかることが問題となる。

【0009】

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、マイナス温度帯かつ高湿度環境を安定して維持することのできる冷却装置および冷却方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成する本発明に係る冷却装置は、庫内の食品を、マイナス温度帯で高湿度冷却する冷却装置であって、前記冷却装置を循環する冷媒によって、前記庫内の空気を冷却するための複数の冷却コイルと、前記食品を高湿度冷却した前記庫内の前記空気を取り込んで、前記複数の冷却コイルに向けてそれぞれ送風する複数のファンと、を有する。

【0011】

また、上記目的を達成する本発明に係る冷却方法は、庫内の食品を、マイナス温度帯で高湿度冷却する冷却方法であって、冷却装置を循環する冷媒によって、前記庫内を循環する空気を冷却するための複数の冷却コイルを備える冷凍サイクルにおいて、一方の前記冷却コイルでは冷却運転が行われ、他方の前記冷却コイルでは解氷運転が行われる。

【発明の効果】

【0012】

上述の冷却装置および冷却方法によれば、一方の前記冷却コイルで冷却運転が行われている場合でも、他方の前記冷却コイルでは解氷運転を行うことができるため、マイナス温度帯かつ高湿度環境を長期間に渡り安定して維持することのできる冷却装置および冷却方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係る冷却装置における冷媒のフローを示す概略図である。

【図2A】本発明の第１実施形態に係る冷却装置を示す概略図であって、第１冷却コイル側において冷却運転している様子を示す図である。

【図2B】本発明の第１実施形態に係る冷却装置を示す概略図であって、第２冷却コイル側において冷却運転している様子を示す図である。

【図3A】本発明の第２実施形態に係る冷却装置を示す概略図であって、第１冷却コイル側において冷却運転している様子を示す図である。

【図3B】本発明の第２実施形態に係る冷却装置を示す概略図であって、第２冷却コイル側において冷却運転している様子を示す図である。

【図4A】本発明の第３実施形態に係る冷却装置を示す概略図であって、第１冷却コイル側において冷却運転している様子を示す図である。

【図4B】本発明の第３実施形態に係る冷却装置を示す概略図であって、第２冷却コイル側において冷却運転している様子を示す図である。

【図5A】マイクロチャンネル熱交換器が鉛直方向に対して傾斜して配置され、かつファンが横吹きの状況を示す概略図である。

【図5B】マイクロチャンネル熱交換器が鉛直方向に対して傾斜して配置され、かつファンが下吹きの状況を示す概略図である。

【図6】マイクロチャンネル熱交換器が水平方向に配置されている様子を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る冷却装置１を、図１、図２Ａ、図２Ｂ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。

【0015】

図１は、本発明の実施形態に係る冷却装置１における冷媒のフローを示す概略図である。図２Ａ、図２Ｂは、本発明の第１実施形態に係る冷却装置１を示す概略図である。

【0016】

本実施形態に係る冷却装置１は、庫内の食品を、マイナス温度帯で高湿度冷却するための装置である。庫内温度は、貯蔵される食品によって設定値が変化するが、例えば－２～－１℃で、庫内湿度は、例えば８５％以上である。

【0017】

第１実施形態に係る冷却装置１は、図１、図２Ａ、図２Ｂに示すように、第１ファン１０と、第２ファン２０と、第１プレフィルタ３０と、第２プレフィルタ４０と、第１冷凍サイクル５０と、第２冷凍サイクル６０と、ハウジング７０と、第１静圧センサ８１～第４静圧センサ８４と、を有する。以下、各構成について説明する。

【0018】

第１ファン１０は、図２Ａ、図２Ｂに示すように、第１冷凍サイクル５０の第１冷却コイル５１の空気の流れの上流側に設けられる。すなわち、第１ファン１０は、食品を高湿度冷却した庫内の空気を取り込んで、第１冷凍サイクル５０の第１冷却コイル５１に向けて送風する。

【0019】

第１ファン１０は、軸流ファンよりも遠心ファンを用いることが好ましい。遠心ファンを用いることによって、第１冷却コイル５１を通過する空気の前面風速のバラツキを抑制でき、蒸発器としての第１冷却コイル５１全面の効率的な使用が可能になる。

【0020】

第１ファン１０は、図５Ａに示すように、回転軸方向が水平となるように配置されてもよいし、図５Ｂに示すように、回転軸方向が鉛直となるように配置されてもよい。

【0021】

第２ファン２０は、図２Ａ、図２Ｂに示すように、第２冷凍サイクル６０の第２冷却コイル６１の空気の流れの上流側に設けられる。すなわち、第２ファン２０は、食品を高湿度冷却した庫内の空気を取り込んで、第２冷凍サイクル６０の第２冷却コイル６１に向けて送風する。

【0022】

第２ファン２０は、軸流ファンよりも遠心ファンを用いることが好ましい。遠心ファンを用いることによって、第２冷却コイル６１を通過する空気の前面風速のバラツキを抑制でき、蒸発器としての第２冷却コイル６１全面の効率的な使用が可能になる。

【0023】

第２ファン２０は、図５Ａに示すように、回転軸方向が水平となるように配置されてもよいし、図５Ｂに示すように、回転軸方向が鉛直となるように配置されてもよい。

【0024】

第１ファン１０および第２ファン２０は、ハウジング７０の内部に配置される。

【0025】

第１プレフィルタ３０は、図２Ａ、図２Ｂに示すように、第１冷凍サイクル５０の第１冷却コイル５１の空気の流れの上流側かつ第１ファン１０の下流側に設けられる。第１プレフィルタ３０は、ハウジング７０内を移動する空気の集塵および整流を行う。第１プレフィルタ３０としては、例えば不織布フィルタを用いることができる。

【0026】

第１プレフィルタ３０は、図５Ａ、図５Ｂに示すように、鉛直方向に対して傾斜するように配置されている。第１プレフィルタ３０は、図５Ａ、図５Ｂに示すように、第１冷却コイル５１と略平行になるように配置される。

【0027】

第２プレフィルタ４０は、図２Ａ、図２Ｂに示すように、第２冷凍サイクル６０の第２冷却コイル６１の空気の流れの上流側かつ第２ファン２０の下流側に設けられる。第２プレフィルタ４０は、ハウジング７０内を移動する空気の集塵および整流を行う。第２プレフィルタ４０としては、例えば不織布フィルタを用いることができる。

【0028】

第２プレフィルタ４０は、図５Ａ、図５Ｂに示すように、鉛直方向に対して傾斜するように配置されている。第２プレフィルタ４０は、図５Ａ、図５Ｂに示すように、第２冷却コイル６１と略平行になるように配置される。

【0029】

第１プレフィルタ３０および第２プレフィルタ４０は、ハウジング７０の内部に配置される。

【0030】

第１冷凍サイクル５０は、図２Ａ、図２Ｂに示すように、蒸発器としての第１冷却コイル５１と、第１圧縮機５２と、第１凝縮器５３と、第１レシーバ５４と、第１膨張弁５５と、第１蒸発圧力調整弁５６と、第１循環ライン５７と、第１ホットガスバイパス流路９０（図１参照）を有する。

【0031】

第１冷却コイル５１において、第１ファン１０によって取り込まれた空気を冷却することによって蒸発した冷媒は、第１圧縮機５２によって圧縮され、高温高圧になった冷媒は第１凝縮器５３において冷却されて凝縮し、凝縮された冷媒は、第１レシーバ５４に貯留され、第１レシーバ５４から第１膨張弁５５に送られて膨張され、膨張した冷媒は、第１冷却コイル５１に送られて、第１ファン１０によって取り込まれた空気の冷却に用いられる。

【0032】

第１冷却コイル５１は、図２Ａ、図２Ｂに示すように、ハウジング７０の第１領域７１の内部に配置されている。第１冷却コイル５１は、マイクロチャンネル熱交換器である。この構成によれば、フィンのピッチが狭く、単位体積あたりの冷却面積が大きくなることから、庫内から吸い込んだ空気の温度と蒸発温度の温度差△Ｔをできるだけ小さく保つことが容易になり、マイナス温度帯でも、第１冷却コイル５１通過時の空気の除湿を好適に抑制することができる。また、第１冷却コイル５１の小型化も達成することができる。

【0033】

第１冷却コイル５１は、図５Ａ、図５Ｂに示すように、鉛直方向に対して傾斜するように配置されている。この構成によれば、冷却運転の際に、結氷の原因となるマイクロチャンネル熱交換器上における凝縮水の貯留を好適に抑制できるとともに、解氷運転の際に、結氷した凝縮水を融解した後、重力で下方に落下させることができるため、冷却運転再開後の、第１冷却コイル５１における結氷を好適に抑制することができる。なお、第１冷却コイル５１が鉛直方向に対して傾斜する角度は、４５～９０度であることが好ましい。この構成によれば、傾斜を大きくすることによって、マイクロチャンネル熱交換器のフィンに付着する水を重力でより好適に下方に落下させることができる。

【0034】

第１冷凍サイクル５０を循環する冷媒としては、フロンやＣＯ_２等を用いることができるが、特に限定されない。

【0035】

第１蒸発圧力調整弁５６は、冷媒の蒸発温度を、第１冷却コイル５１を通過する空気温度よりも０．１～３．０℃低い温度（例えば－１．０℃）に維持することで、マイナス温度帯での庫内空気の除湿を抑制することができる。

【0036】

第２冷凍サイクル６０は、図２Ａ、図２Ｂに示すように、蒸発器としての第２冷却コイル６１と、第２圧縮機６２と、第２凝縮器６３と、第２レシーバ６４と、第２膨張弁６５と、第２蒸発圧力調整弁６６と、第２循環ライン６７と、第２ホットガスバイパス流路９１（図１参照）を有する。第２冷凍サイクル６０の第２圧縮機６２は、第１冷凍サイクル５０の第１圧縮機５２と兼用される。第２冷凍サイクル６０の第２凝縮器６３は、第１冷凍サイクル５０の第１凝縮器５３と兼用される。第２冷凍サイクル６０の第２レシーバ６４は、第１冷凍サイクル５０の第１レシーバ５４と兼用される。なお、兼用されずに、それぞれ個別に設けられてもよい。

【0037】

第２冷却コイル６１において、第２ファン２０によって取り込まれた空気を冷却することによって蒸発した冷媒は、第２圧縮機６２によって圧縮され、高温高圧になった冷媒は第２凝縮器６３において冷却されて凝縮し、凝縮された冷媒は、第２レシーバ６４に貯留され、第２レシーバ６４から第２膨張弁６５に送られて膨張され、膨張した冷媒は、第２冷却コイル６１に送られて、第２ファン２０によって取り込まれた空気の冷却に用いられる。

【0038】

第２冷却コイル６１は、図２Ａ、図２Ｂに示すように、ハウジング７０の第２領域７２の内部に配置されている。第２冷却コイル６１は、マイクロチャンネル熱交換器である。この構成によれば、フィンのピッチが狭く、単位体積あたりの冷却面積が大きくなることから、庫内から吸い込んだ空気の温度と蒸発温度の温度差△Ｔをできるだけ小さく保つことが容易になり、マイナス温度帯でも、第２冷却コイル６１通過時の空気の除湿を好適に抑制することができる。また、第２冷却コイル６１の小型化も達成することができる。

【0039】

第２冷却コイル６１は、図５Ａ、図５Ｂに示すように、鉛直方向に対して傾斜するように配置されている。この構成によれば、冷却運転の際に、マイクロチャンネル熱交換器上における凝縮水の貯留を好適に抑制できるとともに、解氷運転の際に、結氷した凝縮水を融解した後、重力で下方に落下させることができるため、冷却運転再開後の、第２冷却コイル６１における結氷を好適に抑制することができる。なお、第２冷却コイル６１が鉛直方向に対して傾斜する角度は、４５～９０度であることが好ましい。この構成によれば、傾斜を大きくすることによって、マイクロチャンネル熱交換器のフィンに付着する水を重力でより好適に下方に落下させることができる。

【0040】

第２冷凍サイクル６０を循環する冷媒としては、フロンやＣＯ_２等を用いることができるが、特に限定されない。

【0041】

第２蒸発圧力調整弁６６は、冷媒の蒸発温度を、第２冷却コイル６１を通過する空気温度よりも０．１～３．０℃低い温度（例えば－１．０℃）に維持することで、マイナス温度帯での庫内空気の除湿を抑制することができる。

【0042】

ハウジング７０は、図２Ａ、図２Ｂに示すように、第１ファン１０、第１プレフィルタ３０、および第１冷却コイル５１が配置される第１領域７１、第２ファン２０、第２プレフィルタ４０、および第２冷却コイル６１が配置される第２領域７２、ならびに第１冷却コイル５１を通過した空気、および第２冷却コイル６１を通過した空気が混合される混合領域７３を有する。

【0043】

混合領域７３では、冷却運転時の第１冷却コイル５１を通過した空気と、解氷運転時の第２冷却コイル６１を通過した空気が混合される（図２Ａ参照）。この時、第１冷却コイル５１においては冷却時の除湿が好適に抑制されており、一方、第２冷却コイル６１においては解氷によって融解した水がフィン上に付着するため、それぞれのコイルを通過した空気は高湿度状態を維持しており、それらが混合領域７３で混合されて高湿度冷却空気が生成される。また、混合領域７３では、冷却運転時の第２冷却コイル６１を通過した空気と、解氷運転時の第１冷却コイル５１を通過した空気が混合される（図２Ｂ参照）。この時、第２冷却コイル６１においては冷却時の除湿が好適に抑制されており、一方、第１冷却コイル５１においては解氷によって融解した水がフィン上に付着するため、それぞれのコイルを通過した空気は高湿度状態を維持しており、それらが混合領域７３で混合されて高湿度冷却空気が生成される。

【0044】

ハウジング７０は、断熱壁から構成されることが好ましい。

【0045】

第１静圧センサ８１～第４静圧センサ８４は、第１冷却コイル５１および第２冷却コイル６１の冷却運転および解氷運転の切り替えのために設けられる。

【0046】

第１静圧センサ８１は、図２Ａ、図２Ｂに示すように、第１冷却コイル５１の上流側に設けられる。第２静圧センサ８２は、第１冷却コイル５１の下流側に設けられる。第１静圧センサ８１および第２静圧センサ８２は、ハウジング７０の第１領域７１内に配置される。

【0047】

第３静圧センサ８３は、図２Ａ、図２Ｂに示すように、第２冷却コイル６１の上流側に設けられる。第４静圧センサ８４は、第２冷却コイル６１の下流側に設けられる。第３静圧センサ８３および第４静圧センサ８４は、ハウジング７０の第２領域７２内に配置される。

【0048】

第１静圧センサ８１によって測定される数値から第２静圧センサ８２によって測定される数値を減算することによって、第１冷却コイル５１の静圧上昇を測定することができる。また、第３静圧センサ８３によって測定される数値から第４静圧センサ８４によって測定される数値を減算することによって、第２冷却コイル６１の静圧上昇を測定することができる。

【0049】

例えば、第１冷却コイル５１側において冷却運転をしている際に、第１静圧センサ８１によって測定される数値および第２静圧センサ８２によって測定される数値の差が、６０～８０Ｐａから１６０Ｐａ以上となった場合に、第１冷却コイル５１に結氷が発生したとして、第１冷却コイル５１側を解氷運転に切り替える。

【0050】

一方、第２冷却コイル６１側において冷却運転をしている際に、第３静圧センサ８３によって測定される数値および第４静圧センサ８４によって測定される数値の差が、６０～８０Ｐａから１６０Ｐａ以上となった場合に、第２冷却コイル６１に結氷が発生したとして、第２冷却コイル６１側を解氷運転に切り替える。

【0051】

次に、図１を参照して、本実施形態に係る冷却装置１における冷媒のフローを説明する。

【0052】

第１コンデンシングユニット（第１圧縮機５２、第１凝縮器５３、および第１レシーバ５４に相当）から出てきた冷媒は、第１膨張弁５５を通過し、第１冷却コイル５１へと流れる。第１冷却コイル５１を通過した冷媒は、第１圧縮機５２によって圧縮された冷媒の一部（ホットガス）を第１圧縮機５２の下流から第１蒸発圧力調整弁５６の上流に導く第１ホットガスバイパス流路９０と合流し、第１蒸発圧力調整弁５６を通過した後、第１コンデンシングユニットに戻る。

【0053】

第２コンデンシングユニット（第２圧縮機６２、第２凝縮器６３、および第２レシーバ６４に相当）から出てきた冷媒は、第２膨張弁６５を通過し、第２冷却コイル６１へと流れる。第２冷却コイル６１を通過した冷媒は、第２圧縮機６２によって圧縮された冷媒の一部（ホットガス）を第２圧縮機６２の下流から第２蒸発圧力調整弁６６の上流に導く第２ホットガスバイパス流路９１と合流し、第２蒸発圧力調整弁６６を通過した後、第２コンデンシングユニットに戻る。

【0054】

第１膨張弁５５および第２膨張弁６５は、第１冷却コイル５１および第２冷却コイル６１の全面を有効活用するために、第１第２ホットガスバイパス流路９０、９１が合流した後の温度センサ９２、９３および第１第２ホットガスバイパス流路９０、９１の合流点より上流に位置する圧力センサ９４、９５によって算出される過熱度をもとに開度が調整される。具体的には、第１第２ホットガスバイパス流路９０、９１を流れるホットガスの量を調整弁９６、９７によって制御することで過熱度を確保しつつ、第１冷却コイル５１および第２冷却コイル６１の出口が可能な限り湿った蒸気となるように、第１膨張弁５５および第２膨張弁６５の開度が調整される。

【0055】

次に、図２Ａ、図２Ｂを参照して、第１実施形態に係る冷却装置１の冷却方法について説明する。図２Ａは、第１冷却コイル５１側において冷却運転を、第２冷却コイル６１側において解氷運転を行っている様子を示す図であって、図２Ｂは、第２冷却コイル６１側において冷却運転を、第１冷却コイル５１側において解氷運転を行っている様子を示す図である。

【0056】

まず、第１冷凍サイクル５０および第２冷凍サイクル６０において、冷媒を循環させて、庫内のクーリング運転を行う（第１運転状態）。その際、クーリング運転の庫内設定温度は０℃以上とする。

【0057】

そして、第１運転状態を所定の時間続けた後、第１冷凍サイクル５０側は運転を停止し、第２冷凍サイクル６０側は冷却運転を開始する。その後、第２冷却コイル６１の結氷を確認したら、図２Ａに示すように、第１冷却コイル５１側において冷却運転を開始し、第２冷却コイル６１側において解氷運転を行う（第２運転状態）。結氷を確認する方法は、上述したように、静圧センサ８１～８４を用いた差圧計測が用いられる。

【0058】

第１冷却コイル５１側における冷却運転では、第１蒸発圧力調整弁５６を制御することによって、冷媒の蒸発温度を、第１冷却コイル５１を通過する空気温度よりも０．１～３．０℃低い温度（例えば－１．０℃）に維持することで、第１冷却コイル５１の表面温度（蒸発温度）および取り込む空気の温度（吸込温度）の温度差△Ｔが極力小さくなるように運転される。このように温度差△Ｔを小さくすることによって、第１冷却コイル５１を通過する際の冷却に伴う庫内空気の減湿を好適に抑制することができ、マイナス温度帯においても高湿度（例えば８５％以上）を維持することができる。

【0059】

第２冷却コイル６１側における解氷運転では、冷媒の供給を止めずに解氷運転が行われる。具体的には、第２冷却コイル６１において、冷媒の蒸発温度を０～３℃の範囲で運転して解氷が行われる。解氷運転において、第２蒸発圧力調整弁６６を制御して、第２冷却コイル６１内の蒸発圧力を上昇させて、冷媒の飽和温度を上昇させて、第２冷却コイル６１を内部から温めることで解氷させる。この時、吸込温度が蒸発温度よりも低ければ、冷媒が蒸発しないため過熱度が０となり第２膨張弁６５は全閉して冷媒が冷却コイル６１を流れなくなってしまう。そこで、第２膨張弁６５の全閉を抑制するために最低開度（例えば１０％以下）を設定する。

【0060】

第２運転状態において、第２冷却コイル６１における解氷運転によって融解した一部のドレイン水が付着している第２冷却コイル６１に空気を送ることによって、ドレイン水が蒸発し、さらに第１冷凍サイクル５０の冷却運転によって第１冷却コイル５１を通過した空気と混合領域７３において混合されることによって、高湿度冷却空気が生成されるため、庫内の食品を高湿度冷却することができる。

【0061】

また、この実施形態によれば、簡易的な装置構成で、マイナス温度帯での高湿度冷却空気を生成することができる。

【0062】

次に、第２運転状態での第２冷却コイル６１側における解氷運転が完了した後、図２Ｂに示すように、第１冷却コイル５１側において解氷運転を行い、第２冷却コイル６１側において冷却運転を行う（第３運転状態）。第２運転状態から第３運転状態への切り替えは、上述したように静圧センサ８１～８４を用いた差圧の変動で判断することができる。

【0063】

第２冷却コイル６１側における冷却運転では、第２蒸発圧力調整弁６６を制御することによって、冷媒の蒸発温度を、第２冷却コイル６１を通過する空気温度よりも０．１～３．０℃低い温度（例えば－１．０℃）に維持することで、第２冷却コイル６１の表面温度（蒸発温度）および取り込む空気の温度（吸込温度）の温度差△Ｔが極力小さくなるように運転される。このように温度差△Ｔを小さくすることによって、第２冷却コイル６１を通過する際の冷却に伴う庫内空気の減湿を好適に抑制することができ、マイナス温度帯においても高湿度（例えば８５％以上）を維持することができる。

【0064】

第１冷却コイル５１側における解氷運転では、冷媒の供給を止めずに解氷運転が行われる。具体的には、第１冷却コイル５１において、冷媒の蒸発温度を０～３℃の範囲で運転して解氷が行われる。解氷運転において、第１蒸発圧力調整弁５６を制御して、第１冷却コイル５１内の蒸発圧力を上昇させて、冷媒の飽和温度を上昇させて、第１冷却コイル５１を内部から温めることで解氷させる。この時、吸込温度が蒸発温度よりも低ければ、冷媒が蒸発しないため過熱度が０となり第１膨張弁５５は全閉して冷媒が冷却コイル５１を流れなくなってしまう。そこで、第１膨張弁５５の全閉を抑制するために最低開度（例えば１０％以下）を設定する。

【0065】

第３運転状態において、第１冷却コイル５１における解氷運転によって融解した一部のドレイン水が付着している第１冷却コイル５１に空気を送ることによって、ドレイン水が蒸発し、さらに第２冷凍サイクル６０の冷却運転によって第２冷却コイル６１を通過した空気と混合領域７３において混合されることによって、高湿度冷却空気が生成されるため、庫内の食品を高湿度冷却することができる。

【0066】

次に、第３運転状態において第１冷却コイルの結氷を確認したら、第３運転状態から第２運転状態に切り替える。第３運転状態から第２運転状態への切り替えは、上述したように静圧センサ８１～８４を用いた差圧の変動で判断することができる。その後は第２運転状態および第３運転状態を交互に繰り返す。この方法によれば、結氷が生じたら直ちに切り替えることができるため、連続して安定的に庫内に高湿度冷却空気を供給することができる。

【0067】

以上説明したように、第１実施形態に係る冷却装置１は、庫内の食品を、マイナス温度帯で高湿度冷却する冷却装置１である。冷却装置１は、冷却装置１を循環する冷媒によって、庫内の空気を冷却するための第１冷却コイル５１、第２冷却コイル６１と、食品を高湿度冷却した庫内の前記空気を取り込んで、第１冷却コイル５１、第２冷却コイル６１に向けて送風する第１ファン１０、第２ファン２０と、を有する。このように構成された冷却装置１によれば、一方の冷却コイル（例えば第１冷却コイル５１）では、冷却運転が行われ、他方の冷却コイル（例えば第２冷却コイル６１）では解氷運転が交互に繰り返されるため、マイナス温度帯かつ高湿度環境を安定して維持することができる。

【0068】

また、第１冷却コイル５１、第２冷却コイル６１はマイクロチャンネル熱交換器である。このように構成された冷却装置１によれば、冷却面積を確保でき、吸込温度と蒸発温度の温度差△Ｔをできるだけ小さく保つことによって、マイナス温度帯でも、高湿度にすることができる。

【0069】

また、マイクロチャンネル熱交換器は、鉛直方向に対して傾斜して配置される。このように構成された冷却装置１によれば、解氷運転の際に、マイクロチャンネル熱交換器のフィンに付着保持される水を重力で下方に落下させることができるため、解氷運転終了後に、冷却運転する際に、第１冷却コイル５１において結氷することを好適に抑制することができる。

【0070】

また、マイクロチャンネル熱交換器が、鉛直方向に対して傾斜する角度は、４５～９０度である。このように構成された冷却装置１によれば、解氷運転の際に、マイクロチャンネル熱交換器のフィンに付着保持される水を重力でより好適に下方に落下させることができるため、解氷運転終了後に、冷却運転する際に、第１冷却コイル５１において結氷することをより好適に抑制することができる。

【0071】

また、第１ファン１０、第２ファン２０は、遠心ファンである。このように構成された冷却装置１によれば、第１冷却コイル５１、第２冷却コイル６１を通過する空気前面風速のバラツキを抑制でき、蒸発器としての第１冷却コイル５１、第２冷却コイル６１全面の効率的な使用が可能になる。

【0072】

また、冷却装置１は、第１冷却コイル５１、第２冷却コイル６１の下流に設けられ、冷却運転側の冷却コイルを通過した空気、および解氷運転側の冷却コイルを通過した空気を混合することで高湿度冷却空気が生成される混合領域７３をさらに有する。このように構成された冷却装置１によれば、簡易的な装置構成によって運転状態の切り替えが容易となり、マイナス温度帯かつ相対湿度８５％以上の環境を安定して維持することができる。

【0073】

また、以上説明したように、本実施形態に係る冷却装置１の冷却方法は、庫内の食品を、マイナス温度帯で高湿度冷却する冷却方法であって、冷却装置１を循環する冷媒によって、庫内を循環する空気を冷却するための第１冷却コイル５１、第２冷却コイル６１を備える第１冷凍サイクル５０、第２冷凍サイクル６０において、第１冷却コイル５１では冷却運転が行われ、第２冷却コイル６１では解氷運転が行われる。この冷却方法によれば、マイナス温度帯かつ相対湿度８５％以上の環境を安定して維持することができる。

【0074】

＜第２実施形態＞
次に、図３Ａ、図３Ｂを参照して、第２実施形態に係る冷却装置２の構成について説明する。

【0075】

図３Ａ、図３Ｂは、本発明の第２実施形態に係る冷却装置２を示す概略図である。

【0076】

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個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、ハウジング等の構成が異なる。

【0077】

第２実施形態に係る冷却装置２は、図３Ａ、図３Ｂに示すように、第１ファン１０と、第２ファン２０と、第１プレフィルタ３０と、第２プレフィルタ４０と、第１冷凍サイクル５０と、第２冷凍サイクル６０と、第１ハウジング１７０と、第２ハウジング１８０と、第１静圧センサ８１～第４静圧センサ８４と、を有する。第１ファン１０、第２ファン２０、第１プレフィルタ３０、第２プレフィルタ４０、第１冷凍サイクル５０、第２冷凍サイクル６０、および第１静圧センサ８１～第４静圧センサ８４は、上述した第１実施形態に係る冷却装置１と同様の構成であるため、説明は省略する。

【0078】

第１ハウジング１７０は、第２ハウジング１８０の内部に配置される。第１ハウジング１７０は、図３Ａ、図３Ｂに示すように、第１ファン１０、第１プレフィルタ３０、および第１冷却コイル５１が配置される第１領域１７１と、第２ファン２０、第２プレフィルタ４０、および第２冷却コイル６１が配置される第２領域１７２と、を有する。

【0079】

第１ハウジング１７０の第１領域１７１のうち、第１冷却コイル５１の下流には、第１出口領域１７３が形成される。第１出口領域１７３には、図３Ａ、図３Ｂに示すように、庫内との連通／遮断を切り替え可能な第１開閉装置１１と、第２ハウジング１８０の最上流に形成される混合領域１８１との連通／遮断を切り替え可能な第２開閉装置１２と、が配置される。開閉装置は、特に限定されないが、例えばダンパーバルブを用いることができる。

【0080】

第１ハウジング１７０の第２領域１７２のうち、第２冷却コイル６１の下流には、第２出口領域１７４が形成される。第２出口領域１７４には、図３Ａ、図３Ｂに示すように、庫内との連通／遮断を切り替え可能な第３開閉装置１３と、第２ハウジング１８０の最上流に形成される混合領域１８１との連通／遮断を切り替え可能な第４開閉装置１４と、が配置される。

【0081】

第２ハウジング１８０は、第１ハウジング１７０を囲うように形成されている。第２ハウジング１８０は、図３Ａ、図３Ｂに示すように、第１冷却コイル５１、第２冷却コイル６１の上流に設けられ、第１ファン１０および第２ファン２０によって取り込まれた空気、および解氷運転時の第２冷却コイル６１に空気を送ることによって生じる高湿度空気が混合される混合領域１８１と、第１出口領域１７３および混合領域１８１を結ぶ第１戻り流路１８２と、第２出口領域１７４および混合領域１８１を結ぶ第２戻り流路１８３と、を有する。

【0082】

次に、図３Ａ、図３Ｂを参照して、第２実施形態に係る冷却装置２の冷却方法について説明する。図３Ａは、第１冷却コイル５１側において冷却運転を、第２冷却コイル６１側において解氷運転を行っている様子を示す図であって、図３Ｂは、第２冷却コイル６１側において冷却運転を、第１冷却コイル５１側において解氷運転を行っている様子を示す図である。

【0083】

まず、第１冷凍サイクル５０および第２冷凍サイクル６０において、冷媒を循環させて、庫内のクーリング運転を行う（第１運転状態）。その際、クーリング運転の庫内設定温度は０℃以上とする。

【0084】

そして、第１運転状態を所定の時間続けた後、第１冷凍サイクル５０側は運転を停止し、第２冷凍サイクル６０側は冷却運転を開始する。その後、第２冷却コイル６１の結氷を確認したら、図３Ａに示すように、第１冷却コイル５１側において冷却運転を開始し、第２冷却コイル６１側において解氷運転を行う（第２運転状態）。

【0085】

第１冷却コイル５１側における冷却運転では、第１蒸発圧力調整弁５６を制御することによって、冷媒の蒸発温度を、第１冷却コイル５１を通過する空気温度よりも０．１～３．０℃低い温度（例えば－１．０℃）に維持することで、第１冷却コイル５１の表面温度（蒸発温度）および取り込む空気の温度（吸込温度）の温度差△Ｔが極力小さくなるように運転される。このように温度差△Ｔを小さくすることによって、第１冷却コイル５１を通過する際の冷却に伴う庫内空気の減湿を好適に抑制することができ、マイナス温度帯においても高湿度（例えば８５％以上）を維持することができる。

【0086】

第１冷却コイル５１側における冷却運転では、第１開閉装置１１を開いて、第１出口領域１７３を庫内と連通させるとともに、第２開閉装置１２を閉じて、第１出口領域１７３を混合領域１８１と遮断させる。この結果、第１冷却コイル５１において冷却された空気は、第１出口領域１７３から第１開閉装置１１を介して、庫内に吹き出される。

【0087】

第２冷却コイル６１側における解氷運転では、冷媒の供給を止めずに解氷運転が行われる。具体的には、第２冷却コイル６１において、冷媒の蒸発温度を０～３℃の範囲で運転して解氷が行われる。解氷運転において、第２蒸発圧力調整弁６６を制御して、第２冷却コイル６１内の蒸発圧力を上昇させて、冷媒の飽和温度を上昇させて、第２冷却コイル６１を内部から温めることで解氷させる。

【0088】

第２冷却コイル６１側における解氷運転では、第３開閉装置１３を閉じて、第２出口領域１７４を庫内と遮断させるとともに、第４開閉装置１４を開いて、第２出口領域１７４を混合領域１８１と連通させる。この結果、第２運転状態において、第２冷却コイル６１における解氷運転によって融解したドレイン水が付着している第２冷却コイル６１に空気を送ることによって、ドレイン水が蒸発し高湿度空気が生成されて、この高湿度空気は、第２戻り流路１８３を介して混合領域１８１に戻る。そして、混合領域１８１において、第１ファン１０によって吸い込まれた庫内の空気と混合されることによって、高湿度冷却空気が生成されるため、庫内の食品を高湿度冷却することができる。

【0089】

次に、第２運転状態での第２冷却コイル６１側における解氷運転が完了した後、図３Ｂに示すように、第１冷却コイル５１側において解氷運転を行い、第２冷却コイル６１側において冷却運転を行う（第３運転状態）。

【0090】

第２冷却コイル６１側における冷却運転では、第２蒸発圧力調整弁６６を制御することによって、冷媒の蒸発温度を、第２冷却コイル６１を通過する空気温度よりも０．１～３．０℃低い温度（例えば－１．０℃）に維持することで、第２冷却コイル６１の表面温度（蒸発温度）および取り込む空気の温度（吸込温度）の温度差△Ｔが極力小さくなるように運転される。このように温度差△Ｔを小さくすることによって、第２冷却コイル６１を通過する際の冷却に伴う減湿を好適に抑制することができ、マイナス温度帯においても高湿度（例えば８５％以上）を維持することができる。

【0091】

第２冷却コイル６１側における冷却運転では、第３開閉装置１３を開いて、第２出口領域１７４を庫内と連通させるとともに、第４開閉装置１４を閉じて、第２出口領域１７４を混合領域１８１と遮断させる。この結果、第２冷却コイル６１において冷却された空気は、第２出口領域１７４から第３開閉装置１３を介して、庫内に吹き出される。

【0092】

第１冷却コイル５１側における解氷運転では、冷媒の供給を止めずに解氷運転が行われる。具体的には、第１冷却コイル５１において、冷媒の蒸発温度を０～３℃の範囲で運転して解氷が行われる。解氷運転において、第１蒸発圧力調整弁５６を制御して、第１冷却コイル５１内の蒸発圧力を上昇させて、冷媒の飽和温度を上昇させて、第１冷却コイル５１を内部から温めることで解氷させる。

【0093】

第１冷却コイル５１側における解氷運転では、第１開閉装置１１を閉じて、第１出口領域１７３を庫内と遮断させるとともに、第２開閉装置１２を開いて、第１出口領域１７３を混合領域１８１と連通させる。この結果、第３運転状態において、第１冷却コイル５１における解氷運転によって融解したドレイン水が付着している第１冷却コイル５１に空気を送ることによって、ドレイン水が蒸発し高湿度空気が生成されて、この高湿度空気は、第１戻り流路１８２を介して混合領域１８１に戻る。そして、混合領域１８１において、第２ファン２０によって吸い込まれた庫内の空気と混合されることによって、高湿度冷却空気が生成されるため、庫内の食品を高湿度冷却することができる。

【0094】

次に、第３運転状態において第１冷却コイルの結氷を確認したら、第３運転状態から第２運転状態に切り替える。第３運転状態から第２運転状態への切り替えは、上述したように静圧センサ８１～８４を用いた差圧の変動で判断することができる。その後は第２運転状態および第３運転状態を交互に繰り返す。

【0095】

以上説明したように、第２実施形態に係る冷却装置２は、第１冷却コイル５１、第２冷却コイル６１の上流に設けられ、第１ファン１０によって取り込まれた空気、および解氷運転時の第２冷却コイル６１に空気を送ることによって生じる高湿度空気が混合される混合領域１８１と、第１冷却コイル５１の下流側に設けられる第１出口領域１７３と、第２冷却コイル６１の下流側に設けられる第２出口領域１７４と、第１出口領域１７３に設けられ、庫内との連通／遮断を切り替え可能な第１開閉装置１１と、第１出口領域１７３に設けられ、混合領域１８１との連通／遮断を切り替え可能な第２開閉装置１２と、第２出口領域１７４に設けられ、庫内との連通／遮断を切り替え可能な第３開閉装置１３と、第２出口領域１７４に設けられ、混合領域１８１との連通／遮断を切り替え可能な第４開閉装置１４と、を有する。このように構成された冷却装置２によれば、第２冷却コイル６１側の負荷が、第１冷却コイル５１側に影響を及ぼすため、第１冷却コイル５１側における凍結までの片側運転時間を長くすることができる。

【0096】

＜第３実施形態＞
次に、図４Ａ、図４Ｂを参照して、第３実施形態に係る冷却装置３の構成について説明する。

【0097】

図４Ａ、図４Ｂは、本発明の第３実施形態に係る冷却装置３を示す概略図である。

【0098】

第１実施形態と共通する部分は説明を省略し、第３実施形態のみに特徴のある個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３実施形態は、第１実施形態と比較して、ハウジング等の構成が異なる。

【0099】

第３実施形態に係る冷却装置３は、図４Ａ、図４Ｂに示すように、第１ファン１０と、第２ファン２０と、第１プレフィルタ３０と、第２プレフィルタ４０と、第１冷凍サイクル５０と、第２冷凍サイクル６０と、第１ハウジング２７０と、第２ハウジング２８０と、第１静圧センサ８１～第４静圧センサ８４と、を有する。第１ファン１０、第２ファン２０、第１プレフィルタ３０、第２プレフィルタ４０、第１冷凍サイクル５０、第２冷凍サイクル６０、および第１静圧センサ８１～第４静圧センサ８４は、上述した第１実施形態に係る冷却装置１と同様の構成であるため、説明は省略する。

【0100】

第１ハウジング２７０は、第２ハウジング２８０の内部に配置される。第１ハウジング２７０は、図４Ａ、図４Ｂに示すように、第１ファン１０、第１プレフィルタ３０、および第１冷却コイル５１が配置される第１領域２７１と、第２ファン２０、第２プレフィルタ４０、および第２冷却コイル６１が配置される第２領域２７２と、を有する。

【0101】

第１ハウジング２７０の第１領域２７１のうち、第１ファン１０の上流には、第１入口領域２７３が形成され、第１冷却コイル５１の下流には、第１出口領域２７４が形成される。第１入口領域２７３には、図４Ａ、図４Ｂに示すように、庫内との連通／遮断を切り替え可能な第１開閉装置２１と、第１出口領域２７４との連通／遮断を切り替え可能な第２開閉装置２２と、が配置される。第１出口領域２７４には、図４Ａ、図４Ｂに示すように、庫内との連通／遮断を切り替え可能な第３開閉装置２３と、第１入口領域２７３との連通／遮断を切り替え可能な第４開閉装置２４と、が配置される。

【0102】

第１ハウジング２７０の第２領域２７２のうち、第２ファン２０の上流には、第２入口領域２７５が形成され、第２冷却コイル６１の下流には、第２出口領域２７６が形成される。第２入口領域２７５には、図４Ａ、図４Ｂに示すように、庫内との連通／遮断を切り替え可能な第５開閉装置２５と、第２出口領域２７６との連通／遮断を切り替え可能な第６開閉装置２６と、が配置される。第２出口領域２７６には、図４Ａ、図４Ｂに示すように、庫内との連通／遮断を切り替え可能な第７開閉装置２７と、第２入口領域２７５との連通／遮断を切り替え可能な第８開閉装置２８と、が配置される。

【0103】

第２ハウジング２８０は、第１ハウジング２７０を囲うように形成されている。第２ハウジング２８０は、図４Ａ、図４Ｂに示すように、第１入口領域２７３および第１出口領域２７４を結ぶ第１戻り流路２８１と、第２入口領域２７５および第２出口領域２７６を結ぶ第２戻り流路２８２と、を有する。

【0104】

次に、図４Ａ、図４Ｂを参照して、第３実施形態に係る冷却装置３の冷却方法について説明する。図４Ａは、第１冷却コイル５１側において冷却運転を、第２冷却コイル６１側において解氷運転を行っている様子を示す図であって、図４Ｂは、第２冷却コイル６１側において冷却運転を、第１冷却コイル５１側において解氷運転を行っている様子を示す図である。

【0105】

まず、第１冷凍サイクル５０および第２冷凍サイクル６０において、冷媒を循環させて、庫内のクーリング運転を行う（第１運転状態）。その際、クーリング運転の庫内設定温度は０℃以上とする。

【0106】

そして、第１運転状態を所定の時間続けた後、第１冷凍サイクル５０側は運転を停止し、第２冷凍サイクル６０側は冷却運転を開始する。その後、第２冷却コイル６１の結氷を確認したら、図４Ａに示すように、第１冷却コイル５１側において冷却運転を開始し、第２冷却コイル６１側において解氷運転を行う（第２運転状態）。

【0107】

第１冷却コイル５１側における冷却運転では、第１蒸発圧力調整弁５６を制御することによって、冷媒の蒸発温度を、第１冷却コイル５１を通過する空気温度よりも０．１～３．０℃低い温度（例えば－１．０℃）に維持することで、第１冷却コイル５１の表面温度（蒸発温度）および取り込む空気の温度（吸込温度）の温度差△Ｔが極力小さくなるように運転される。このように温度差△Ｔを小さくすることによって、第１冷却コイル５１を通過する際の冷却に伴う庫内空気の減湿を好適に抑制することができ、高湿度（例えば８５％以上）を維持することができる。

【0108】

第１冷却コイル５１側における冷却運転では、図４Ａに示すように、第１開閉装置２１を開いて、第１入口領域２７３を庫内と連通させるとともに、第２開閉装置２２を閉じて、第１入口領域２７３を第１出口領域２７４と遮断させる。また、第３開閉装置２３を開いて、第１出口領域２７４を庫内と連通させるとともに、第４開閉装置２４を閉じて、第１出口領域２７４を第１入口領域２７３と遮断させる。この結果、第１開閉装置２１を介して第１入口領域２７３に入ってきた空気は、第１冷却コイル５１において高湿度冷却された後、第１出口領域２７４から第３開閉装置２３を介して、庫内に吹き出される。

【0109】

第２冷却コイル６１側における解氷運転では、冷媒の供給を止めずに解氷運転が行われる。具体的には、第２冷却コイル６１において、冷媒の蒸発温度を０～３℃の範囲で運転して解氷が行われる。解氷運転において、第２蒸発圧力調整弁６６を制御して、第２冷却コイル６１内の蒸発圧力を上昇させて、冷媒の飽和温度を上昇させて、第２冷却コイル６１を内部から温めることで解氷させる。

【0110】

第２冷却コイル６１側における解氷運転では、図４Ａに示すように、第５開閉装置２５を閉じて、第２入口領域２７５を庫内と遮断させるとともに、第６開閉装置２６を開いて、第２入口領域２７５を第２出口領域２７６と連通させる。また、第７開閉装置２７を閉じて、第２出口領域２７６を庫内と遮断させるとともに、第８開閉装置２８を開いて、第２出口領域２７６を第２入口領域２７５と連通させる。この実施形態では、冷却運転と解氷運転の流路が独立しており、かつ解氷運転側は流路がループ状になっていることから、ファンの顕熱を全て解氷の熱源として利用でき、かつ冷却運転によって生成した冷却空気が混入することなく解氷運転を行うことができることから、解氷時間を短縮することができる。

【0111】

次に、第２運転状態での第２冷却コイル６１側における解氷運転が完了した後、図４Ｂに示すように、第１冷却コイル５１側において解氷運転を行い、第２冷却コイル６１側において冷却運転を行う（第３運転状態）。

【0112】

第２冷却コイル６１側における冷却運転では、第２蒸発圧力調整弁６６を制御することによって、冷媒の蒸発温度を、第２冷却コイル６１を通過する空気温度よりも０．１～３．０℃低い温度（例えば－１．０℃）に維持することで、第２冷却コイル６１の表面温度（蒸発温度）および取り込む空気の温度（吸込温度）の温度差△Ｔが極力小さくなるように運転される。このように温度差△Ｔを小さくすることによって、第２冷却コイル６１を通過する際の冷却に伴う庫内空気の減湿を好適に抑制することができ、高湿度（例えば８５％以上）を維持することができる。

【0113】

第２冷却コイル６１側における冷却運転では、図４Ｂに示すように、第５開閉装置２５を開いて、第２入口領域２７５を庫内と連通させるとともに、第６開閉装置２６を閉じて、第２入口領域２７５を第２出口領域２７６と遮断させる。また、第７開閉装置２７を開いて、第２出口領域２７６を庫内と連通させるとともに、第８開閉装置２８を閉じて、第２出口領域２７６を第２入口領域２７５と遮断させる。この結果、第５開閉装置２５を介して第２入口領域２７５に入ってきた空気は、第２冷却コイル６１において冷却された後、第２出口領域２７６から第７開閉装置２７を介して、庫内に吹き出される。

【0114】

第１冷却コイル５１側における解氷運転では、冷媒の供給を止めずに解氷運転が行われる。具体的には、第１冷却コイル５１において、冷媒の蒸発温度を０～３℃の範囲で運転して解氷が行われる。解氷運転において、第１蒸発圧力調整弁５６を制御して、第１冷却コイル５１内の蒸発圧力を上昇させて、冷媒の飽和温度を上昇させて、第１冷却コイル５１を内部から温めることで解氷させる。

【0115】

第１冷却コイル５１側における解氷運転では、図４Ｂに示すように、第１開閉装置２１を閉じて、第１入口領域２７３を庫内と遮断させるとともに、第２開閉装置２２を開いて、第１入口領域２７３を第１出口領域２７４と連通させる。また、第３開閉装置２３を閉じて、第１出口領域２７４を庫内と遮断させるとともに、第４開閉装置２４を開いて、第１出口領域２７４を第１入口領域２７３と連通させる。この結果、第３運転状態において、第１冷却コイル５１における解氷運転によって融解したドレイン水が付着している第１冷却コイル５１に空気を送ることによって、ドレイン水が蒸発し高湿度空気が生成されて、この高湿度空気は、第１戻り流路２８１を介して第１入口領域２７３に戻る。

【0116】

次に、第３運転状態において第１冷却コイルの結氷を確認したら、第３運転状態から第２運転状態に切り替える。第３運転状態から第２運転状態への切り替えは、上述したように静圧センサ８１～８４を用いた差圧の変動で判断することができる。その後は第２運転状態および第３運転状態を交互に繰り返す。

【0117】

以上説明したように、第３実施形態に係る冷却装置３は、第１冷却コイル５１の上流側に設けられる第１入口領域２７３と、第２冷却コイル６１の上流側に設けられる第２入口領域２７５と、第１冷却コイル５１の下流側に設けられる第１出口領域２７４と、第２冷却コイル６１の下流側に設けられる第２出口領域２７６と、第１入口領域２７３に設けられ、庫内との連通／遮断を切り替え可能な第１開閉装置２１と、第１入口領域２７３に設けられ、第１出口領域２７４との連通／遮断を切り替え可能な第２開閉装置２２と、第１出口領域２７４に設けられ、庫内との連通／遮断を切り替え可能な第３開閉装置２３と、第１出口領域２７４に設けられ、第１入口領域２７３との連通／遮断を切り替え可能な第４開閉装置２４と、第２入口領域２７５に設けられ、庫内との連通／遮断を切り替え可能な第５開閉装置２５と、第２入口領域２７５に設けられ、第２出口領域２７６との連通／遮断を切り替え可能な第６開閉装置２６と、第２出口領域２７６に設けられ、庫内との連通／遮断を切り替え可能な第７開閉装置２７と、第２出口領域２７６に設けられ、第２入口領域２７５との連通／遮断を切り替え可能な第８開閉装置２８と、を有する。このように構成された冷却装置３によれば、解氷時間を短縮できる。

【0118】

以上、実施形態を通じて、冷却装置の構成について説明したが、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。

【0119】

例えば、上述した実施形態では、第２運転状態から第３運転状態への切り替え等は、差圧計測で行われたが、温度計による温度測定や、タイマーによる時間測定、カメラの撮影等によって行われてもよい。これらの方法によれば、容易に運転状態の切り替えが可能で、一方の冷却コイルの解氷運転中も他方の冷却コイルの冷却運転を継続して行うことができるため、連続して安定的に庫内に高湿度冷却空気を供給することができる。

【0120】

また、上述した実施形態では、解氷運転は、冷媒の供給を止めずに行い、蒸発圧力調整弁を制御して、冷却コイル内の蒸発圧力を上昇させて、冷媒の飽和温度を上昇させて、冷却コイルを内部から温めることで解氷させた。しかしながら、解氷運転は、オフサイクルで、第１ファン１０または第２ファン２０の顕熱を熱源として用いることによって行われてもよい。

【0121】

また、上述した実施形態では、冷却装置１は、第１ファン１０および第２ファン２０を有したが、１つのファンによって、食品を高湿度冷却した庫内の空気を取り込んで、第１冷却コイル５１および第２冷却コイル６１に向けて送風してもよい。

【0122】

また、上述した実施形態では、第１冷却コイル５１および第２冷却コイル６１は、マイクロチャンネル熱交換器であった。しかしながら、第１冷却コイルおよび第２冷却コイルは、プレートフィンコイルであってもよい。

【0123】

また、上述した実施形態では、冷凍サイクルは２つ設けられたが、３つ以上設けられてもよい。

【0124】

また、上述した実施形態では、冷却装置として直膨式が採用されたが、間膨式であってもよい。

【0125】

また、上述した実施形態では、第１冷却コイル５１および第２冷却コイル６１は、鉛直方向に対して傾斜するように配置されたが、第１冷却コイル５１および第２冷却コイル６１は、図６に示すように、水平方向に配置されてもよい。この構成によれば、マイクロチャンネル熱交換器のフィンに付着保持される水を、重力でより好適に下方に落下させることができるため、解氷運転終了後に、冷却運転する際に、第１冷却コイル５１、第２冷却コイル６１において結氷することをより好適に抑制することができる。

【0126】

また、上述した実施形態では、開閉装置としてダンパーバルブが採用されたが、シャッターであってもよい。

【符号の説明】

【0127】

１、２、３ 冷却装置、
１０ 第１ファン、
１１、２１ 第１開閉装置、
１２、２２ 第２開閉装置、
１３、２３ 第３開閉装置、
１４、２４ 第４開閉装置、
２５ 第５開閉装置、
２６ 第６開閉装置、
２７ 第７開閉装置、
２８ 第８開閉装置、
２０ 第２ファン、
５１ 第１冷却コイル、
６１ 第２冷却コイル、
７３ 混合領域、
１７３ 第１出口領域、
１７４ 第２出口領域、
１８１ 混合領域、
２７３ 第１入口領域、
２７４ 第１出口領域、
２７５ 第２入口領域、
２７６ 第２出口領域。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6】