JP4922843B2 - Cooling system - Google Patents
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Description
本発明は、ミルクなどの液体の被冷却物を冷却容器内に冷却して保存するための冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling device for cooling and storing a liquid object to be cooled, such as milk, in a cooling container.
従来の冷却装置は、たとえば特許文献1に記載されているように、冷却容器に被冷却物を投入し、この冷却容器内の被冷却物を冷媒の冷凍サイクルを用いて冷却している。
ところで、特許文献1に記載された冷却装置のように、搾乳直後の温かい牛乳(被冷却物)を牛乳タンク(冷却容器)内に投入すると、牛乳タンク内に保存されていた低温牛乳が、投入された温かい牛乳により温度が上昇する。そのため、牛乳タンク内の牛乳の保管温度が、搾乳直後の牛乳の投入時などにおいて、大きく変動する。また、特許文献1の冷却装置では、冷却容器内の被冷却物の温度を精度良く適温にすることができない。 By the way, as in the cooling device described in Patent Document 1, when warm milk (to be cooled) immediately after milking is put into a milk tank (cooling container), low-temperature milk stored in the milk tank is put in The temperature rises due to the warm milk produced. Therefore, the storage temperature of the milk in the milk tank greatly fluctuates, for example, when the milk immediately after milking is input. Moreover, in the cooling apparatus of patent document 1, the temperature of the to-be-cooled object in a cooling container cannot be made into a suitable temperature accurately.
解決しようとする問題点は、被冷却物の投入時などにおいて、冷却容器内に貯蔵されている被冷却物の温度の変動が大きいとともに、冷却容器内の保管温度を精度良く適温にすることができないおそれがある点である。 The problem to be solved is that the temperature of the object to be cooled stored in the cooling container varies greatly at the time of charging the object to be cooled, and the storage temperature in the cooling container is accurately adjusted to an appropriate temperature. This is a point that cannot be done.
本発明の冷却装置は、少なくとも第1圧縮機(2)、第1放熱器(3)、第1絞り手段(4)及び第1蒸発器(6)を環状に接続して冷媒が循環する第1冷凍サイクル(1)と、
少なくとも第2圧縮機(22)、第2放熱器(23)、第2絞り手段(24)及び第2蒸発器(26)を環状に接続して冷媒が循環する第2冷凍サイクル(21)と、
被冷却物を貯蔵する冷却容器(8)と、
蓄熱材として水を用い当該水を凍らせて蓄冷を行う氷蓄熱装置(28)と、
湯を貯える貯湯タンク(41a,41b)とを備えている。
そして、第1蒸発器で冷媒の蒸発作用を用いて冷却容器内に貯蔵された被冷却物を冷却し、第1放熱器で冷媒の熱の放熱により水を加熱して貯湯タンクに温水を貯えるように構成され、かつ、第2蒸発器で冷媒の蒸発作用を用いて氷蓄熱装置内の水を製氷し、第2放熱器で冷媒の熱の放熱により水を加熱して貯湯タンクに貯えるように構成されるとともに、氷蓄熱装置内に作られた氷の潜熱により、冷却容器に投入前の被冷却物を冷却した後に、この被冷却物を冷却容器内に投入するように構成すると共に、前記貯湯タンク内の湯を前記冷却容器に供給可能に成している。
In the cooling device of the present invention, at least the first compressor (2), the first radiator (3), the first throttle means (4), and the first evaporator (6) are connected in an annular shape so that the refrigerant circulates. One refrigeration cycle (1);
A second refrigeration cycle (21) in which refrigerant is circulated by connecting at least the second compressor (22), the second radiator (23), the second throttle means (24) and the second evaporator (26) in an annular shape; ,
A cooling container (8) for storing an object to be cooled;
An ice heat storage device (28) that uses water as a heat storage material to perform cold storage by freezing the water;
And a hot water storage tank (41a, 41b) for storing hot water.
And the to-be-cooled object stored in the cooling container is cooled using the evaporating action of the refrigerant in the first evaporator, and the water is heated by the heat radiation of the refrigerant in the first radiator to store the hot water in the hot water storage tank. And the water in the ice heat storage device is made by using the refrigerant evaporating action in the second evaporator, and the water is heated by the heat radiation of the refrigerant in the second radiator to be stored in the hot water storage tank. And after cooling the object to be cooled before being put into the cooling container by the latent heat of ice made in the ice heat storage device, the object to be cooled is thrown into the cooling container, and The hot water in the hot water storage tank can be supplied to the cooling container.
また、第2放熱器から第2絞り手段への回路を流れる冷媒と、第2蒸発器から第2圧縮機への回路を流れる冷媒とを熱交換する内部熱交換器(29)が設けられ、第2冷凍サイクルを流れる冷媒が二酸化炭素であり、第2蒸発器の出口でこの冷媒が気液二相状態である場合がある。
さらに、被冷却物が牛乳などの液体である場合がある。
また、貯湯タンクが複数設けられている場合がある。
An internal heat exchanger (29) for exchanging heat between the refrigerant flowing through the circuit from the second radiator to the second throttle means and the refrigerant flowing through the circuit from the second evaporator to the second compressor is provided, In some cases, the refrigerant flowing through the second refrigeration cycle is carbon dioxide, and the refrigerant is in a gas-liquid two-phase state at the outlet of the second evaporator.
Furthermore, the object to be cooled may be a liquid such as milk.
In some cases, a plurality of hot water storage tanks are provided.
そして、第1放熱器は第1水熱交換器(7)の構成部品であり、この第1水熱交換器において、貯湯タンクの下部から導出された水と熱交換可能であり、第2放熱器は第2水熱交換器(27)の構成部品であり、この第2水熱交換器において、貯湯タンクの下部から導出された水と熱交換可能であり、この第1水熱交換器と第2水熱交換器とは並列に設けられており、貯湯タンクの下部から導出された水は、第1水熱交換器または第2水熱交換器を流れて、放熱器の放熱で加熱して湯となった後に、貯湯タンクの上部に戻るように構成されている場合がある。 The first radiator is a component of the first water heat exchanger (7). In the first water heat exchanger, heat can be exchanged with water led out from the lower part of the hot water storage tank. The vessel is a component of the second water heat exchanger (27), and in this second water heat exchanger, heat exchange is possible with water derived from the lower part of the hot water storage tank. The second water heat exchanger is provided in parallel, and the water derived from the lower part of the hot water storage tank flows through the first water heat exchanger or the second water heat exchanger and is heated by the heat radiation of the radiator. In some cases, it is configured to return to the upper part of the hot water storage tank after it has become hot water.
本発明によれば、冷却容器に投入前の被冷却物を冷却する熱交換器に、氷蓄熱装置内の水を循環させてこの被冷却物を冷却した後に、冷却容器内に投入するように構成されているので、氷蓄熱装置内に蓄えられた氷の潜熱を利用して、投入前の被冷却物を冷却でき、冷却容器内の被冷却物を所定の温度まで冷却するのに要する時間を短縮することができるとともに、投入による冷却容器内の被冷却物の温度上昇を抑制することができる。また、投入前に予め氷蓄熱装置内に製氷して冷熱を蓄えることができるため、小さい容量(冷却能力)の冷凍装置で、大容量の冷却が可能となる。そして、冷却容器内の被冷却物の冷却は第1蒸発器での吸熱により行っているので、独立した保冷運転が可能となり、被冷却物の品質を維持することができる。複数の冷却手段、即ち、冷却容器内の被冷却物を冷却する第1冷凍サイクルおよび、投入前の被冷却物を冷却する第2冷凍サイクルを備えているので、一方の冷却手段にトラブルが発生した場合であっても、他方の冷却手段で冷却を行うことができる。その結果、冷却の信頼性が向上する。さらに、氷蓄熱装置内に製氷する際や冷却容器内の被冷却物を冷却する際に生じる排熱により、湯を沸かしているので、給湯のためのエネルギーを削減することができる。 According to the present invention, the water in the ice heat storage device is circulated in the heat exchanger that cools the object to be cooled before being charged into the cooling container so that the object to be cooled is cooled and then charged into the cooling container. Because it is configured, it is possible to cool the object to be cooled before charging using the latent heat of ice stored in the ice heat storage device, and the time required to cool the object to be cooled in the cooling container to a predetermined temperature As well as the temperature rise of the object to be cooled in the cooling container due to charging. In addition, since ice can be stored in the ice heat storage device in advance before charging, cold capacity can be stored with a freezer having a small capacity (cooling capacity). And since cooling of the to-be-cooled object in a cooling container is performed by the heat absorption in a 1st evaporator, the independent cool-in operation can be performed and the quality of to-be-cooled object can be maintained. Since there are a plurality of cooling means, that is, a first refrigeration cycle for cooling the object to be cooled in the cooling container and a second refrigeration cycle for cooling the object to be cooled before charging, trouble occurs in one of the cooling means. Even if it is a case, it can cool by the other cooling means. As a result, the reliability of cooling is improved. Furthermore, since the hot water is boiled due to the exhaust heat generated when making ice in the ice heat storage device or cooling the object to be cooled in the cooling container, the energy for hot water supply can be reduced.
また、第2放熱器から第2絞り手段への回路を流れる冷媒と、第2蒸発器から第2圧縮機への回路を流れる冷媒とを熱交換する内部熱交換器が設けられ、第2冷凍サイクルを流れる冷媒が二酸化炭素であり、第2蒸発器の出口でこの冷媒が気液二相状態である場合には、第2蒸発器出口の冷媒の状態を湿り状態にすることで、第2蒸発器内部でのオイルの滞留を減らすことができるとともに、内部熱交換器により第2圧縮機への液冷媒の戻りを抑えることができる。 In addition, an internal heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant flowing through the circuit from the second radiator to the second throttle means and the refrigerant flowing through the circuit from the second evaporator to the second compressor is provided. When the refrigerant flowing through the cycle is carbon dioxide and this refrigerant is in a gas-liquid two-phase state at the outlet of the second evaporator, the second state is obtained by setting the refrigerant state at the outlet of the second evaporator to a wet state. Oil retention inside the evaporator can be reduced, and return of the liquid refrigerant to the second compressor can be suppressed by the internal heat exchanger.
そして、第1放熱器は第1水熱交換器の構成部品であり、この第1水熱交換器において、貯湯タンクの下部から導出された水と熱交換可能であり、第2放熱器は第2水熱交換器の構成部品であり、この第2水熱交換器において、貯湯タンクの下部から導出された水と熱交換可能であり、この第1水熱交換器と第2水熱交換器とは並列に設けられており、貯湯タンクの下部から導出された水は、第1水熱交換器または第2水熱交換器を流れて、放熱器の放熱で加熱して湯となった後に、貯湯タンクの上部に戻るように構成されている場合がある。この様な場合には、貯湯タンクを第1水熱交換器および第2水熱交換器で兼用することができ、貯湯タンクの稼働効率が向上する。しかも、各水熱交換器には、貯湯タンクの下部から導出された低温の水が導かれるため、熱交換効率が向上する。 The first radiator is a component of the first water heat exchanger. In the first water heat exchanger, heat can be exchanged with water derived from the lower part of the hot water storage tank. It is a component part of 2 water heat exchangers, In this 2nd water heat exchanger, heat exchange is possible with the water derived | led-out from the lower part of the hot water storage tank, This 1st water heat exchanger and 2nd water heat exchanger The water led out from the lower part of the hot water storage tank flows through the first water heat exchanger or the second water heat exchanger and is heated by heat radiation of the radiator to become hot water. , May be configured to return to the top of the hot water storage tank. In such a case, the hot water storage tank can be shared by the first water heat exchanger and the second water heat exchanger, and the operating efficiency of the hot water storage tank is improved. Moreover, since the low temperature water led out from the lower part of the hot water storage tank is guided to each water heat exchanger, the heat exchange efficiency is improved.
被冷却物の投入時などにおいて、冷却容器内に貯蔵されている被冷却物の温度の変動を小さくするとともに、冷却容器内の保管温度を精度良く適温にし、かつ、消費エネルギーを削減するという目的を、第2冷凍サイクルの蒸発器での吸熱により氷蓄熱装置内に作られた氷の潜熱で、冷却容器に投入前の被冷却物を冷却した後に、冷却容器内に投入するとともに、冷却容器内の被冷却物の冷却は第1冷凍サイクルの蒸発器での吸熱により行い、かつ、氷蓄熱装置内に製氷する際や冷却容器内の被冷却物を冷却する際に生じる排熱により、湯を沸かすことで実現した。 The purpose of reducing the temperature fluctuation of the object to be cooled stored in the cooling container at the time of charging the object to be cooled, making the storage temperature in the cooling container suitable temperature accurately and reducing the energy consumption. After cooling the object to be cooled before being charged into the cooling container with the latent heat of ice produced in the ice heat storage device by the endothermic heat in the evaporator of the second refrigeration cycle, The object to be cooled is cooled by absorbing heat in the evaporator of the first refrigeration cycle, and hot water is generated by exhaust heat generated when ice is made in the ice heat storage device or when the object to be cooled in the cooling container is cooled. Realized by boiling.
次に、本発明における冷却装置の一実施例について、図1を用いて説明する。図1は本発明の一実施例における冷却装置の回路図である。 Next, an embodiment of the cooling device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a circuit diagram of a cooling device according to an embodiment of the present invention.
冷却装置の第1冷凍サイクル1は、第1圧縮機2、第1放熱器3、第1絞り手段としての第1膨張弁4、第1蒸発器6を順次冷媒配管で環状に接続して閉回路をなすように構成されている。第1放熱器3は第1水熱交換器7の構成部品であり、この水熱交換器7において、第1放熱器3の冷媒は給湯装置11の貯湯回路12aを流れる水と熱交換可能である。また、第1蒸発器6は、冷却容器であるミルクタンク8に設けられて、被冷却物である牛乳を冷却する。すなわち、ミルクタンク8またはミルクタンク8内の牛乳を、第1蒸発器6で直接冷却しており、精度の高い保冷運転が可能となっている。
The first refrigeration cycle 1 of the cooling device is closed by sequentially connecting a first compressor 2, a first radiator 3, a first expansion valve 4 as a first throttling means, and a
このミルクタンク8には、被冷却物を攪拌する攪拌機13が設けられている。そして、ミルクタンク8の上部には、搾乳ラインからの給乳管(被冷却物供給管)14および洗浄液供給管16が接続されている。また、ミルクタンク8の下部には、牛乳取出管17が接続されている。この牛乳取出管17には2個の開閉弁18,18が設けられ、この両開閉弁18の間から、洗浄液戻管19が分岐している。
The milk tank 8 is provided with a stirrer 13 for stirring the object to be cooled. A milk supply pipe (cooled object supply pipe) 14 and a cleaning
冷却装置の第2冷凍サイクル21は、第2圧縮機22、第2放熱器23、第2絞り手段としての第2膨張弁24、第2蒸発器26を順次冷媒配管で接続して閉回路をなすように構成されている。第2放熱器23は第2水熱交換器27の構成部品であり、この水熱交換器27において、第2放熱器23の冷媒は給湯装置11の貯湯回路12bを流れる水と熱交換可能である。また、第2蒸発器26は、氷蓄熱装置28内の水を冷却して、製氷する。すなわち、第2蒸発器26の配管の外周に着氷させる。さらに、第2放熱器23から第2膨張弁24への回路を流れる冷媒と、第2蒸発器26から第2圧縮機22への回路を流れる冷媒とを熱交換する内部熱交換器29が設けられている。
In the
冷却装置の第3冷凍サイクル31は、第3圧縮機32、第3放熱器33、第3絞り手段としての第3膨張弁34、第3蒸発器36を順次冷媒配管で接続して閉回路をなすように構成されている。第3放熱器33は第3水熱交換器37の構成部品であり、この水熱交換器37において、第3放熱器33の冷媒は給湯装置11の第2貯湯回路39を流れる水と熱交換可能である。また、第3蒸発器36は、送風機38の送風により外気と熱交換をすることができる。
The
そして、各冷凍サイクル1,21,31には冷媒として二酸化炭素が封入されている。放熱器3,23,33の内部等の冷凍サイクル高圧側での冷媒圧力は臨界圧力を超えるため、冷凍サイクルは遷臨界サイクルとなる。また、圧縮機2,22,32の潤滑オイルとしては、例えば鉱物油(ミネラルオイル)、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油、PAG(ポリアルキレングリコール)、POE(ポリオールエーテル)等が使用される。
Each
第2冷凍サイクル21の第2蒸発器26の出口において、冷媒を気液二相状態にしている。このように、第2蒸発器26の出口の冷媒を湿り状態にしているので、第2蒸発器26内でオイルの滞留を減らすことができる。そして、この第2蒸発器26から流れ出た気液二相状態の冷媒は、内部熱交換器29において、高圧側の冷媒と熱交換することにより気化しており、第2圧縮機22への液冷媒の戻りを抑えている。
At the outlet of the
給湯装置11は、3個の貯湯タンク41a,41b,41cを具備しており、各貯湯タンク41a,41b,41cの下部には各々、給水配管42が給水弁43および減圧弁44を介して接続されている。この給水弁43は通常、開いており、湯を使用すると、その使用量に相当する水量を補うために給湯装置11内へ、減圧弁44で減圧された市水が供給される。
The hot
また、第1貯湯タンク41aおよび第2貯湯タンク41bの下部には、貯湯回路12の入口側端部が分岐し遮断弁46a,46bを介して各々接続され、各貯湯タンク41a,41bの下部の低温の水を取り出すことができる。一方、貯湯回路12の出口側は2本の流路12a,12bに分岐し、各々ポンプ47a,47b、流量調整弁48a,48bおよび水熱交換器7,27を介して第1貯湯タンク41aおよび第2貯湯タンク41bの上部に接続されている。そして、ポンプ47a,47bが稼働すると、第1貯湯タンク41aおよび第2貯湯タンク41bの下部から水を吸い込み、この水を水熱交換器7,27で熱交換して加熱し、第1貯湯タンク41aおよび第2貯湯タンク41bの上部に戻す。この様に、貯湯回路12,12a,12bは、貯湯タンク41a,41bの下部からの水を、水熱交換器7,27を通って貯湯タンク41a,41bの上部に戻すように構成されている。
In addition, the inlet side end of the hot
上述の様に、第1貯湯タンク41aおよび第2貯湯タンク41bは並列に設けられており、水熱交換器7,27を流れる水は、両貯湯タンク41a,41bに流れ込むことが可能である。また、第1水熱交換器7および第2水熱交換器27は並列に設けられており、貯湯タンク41a,41bの水は、両水熱交換器7,27に流れることが可能である。したがって、両水熱交換器7,27を流れる水に対して、貯湯タンク41a,41bを兼用して使用することができる。
As described above, the first hot
さらに、第1貯湯タンク41aおよび第2貯湯タンク41bには、排水弁51a,51bを具備する排水管52a,52bが接続されている。この排水弁51a,51bを開けることにより、貯湯タンク41a,41b内の余分な水を排出することができる。
Further,
また、第3貯湯タンク41cの下部には、前述の第2貯湯回路39の入口側端部が接続されている。第2貯湯回路39には、その入口側端部から出口側に向かってポンプ47cおよび水熱交換器37が設けられ、出口側端部が第3貯湯タンク41cの上部に接続されている。そして、ポンプ47cが稼働すると、第3貯湯タンク41cの下部から水を吸い込み、この水を水熱交換器37で熱交換して加熱し、第3貯湯タンク41cの上部に戻す。なお、第2貯湯回路39には、遮断弁は設けられていない。
Further, the inlet side end portion of the second hot
そして、各貯湯タンク41a,41b,41cの上部には、高温の湯を取り出す給湯管の流入側の枝管61a,61b,61cが各々接続されている。第1貯湯タンク41aおよび第2貯湯タンク41bに接続された第1枝管61aおよび第2枝管61bには遮断弁60a,60bが設けられている。なお、第3貯湯タンク41cに接続された第3枝管61cには遮断弁は設けられていない。そして、枝管61a,61b,61cは合流して一本の給湯本管62となり、そして、この給湯本管62の流出側において、パイプライン洗浄用枝管63a、ミルクタンク洗浄用枝管63bおよびその他用途用枝管63cに分岐している。
The
ミルクタンク洗浄用枝管63bの端部は開閉弁64を介して、自動洗浄機66に接続されている。この自動洗浄機66には、給水管67および、洗剤や殺菌剤などを供給するための洗剤供給管68が接続されている。そして、自動洗浄機66の下部には、洗浄液を吸い込む洗浄ポンプ71が洗浄液吸込管72を介して接続されている。この洗浄ポンプ71から吐出された洗浄液は、前述の洗浄液供給管16を介してミルクタンク8に供給される。そして、ミルクタンク8を洗浄した後の洗浄液は、前述の洗浄液戻管19を介して洗浄ポンプ71に戻る。この洗浄液戻管19は遮断弁73を具備するとともに、端部が洗浄液吸込管72に接続されている。また、洗浄液吸込管72には、排水弁74を具備する洗浄排水管76が接続されている。
The end of the milk tank cleaning
氷蓄熱装置28には、水が貯められており、第2蒸発器26で冷却されて製氷される。そして、氷蓄熱装置28内の水を攪拌するために、氷蓄熱装置28の上部から空気を吸い込んで、氷蓄熱装置28の下部から吹き出す攪拌装置としての送風機81が設けられている。そして、氷蓄熱装置28の下部から低温の水を吸い込むポンプ82が設けられており、このポンプ82は吸い込んだ冷水を冷水循環回路83に吐出する。この冷水循環回路83の端部は氷蓄熱装置28の上部に接続されている。この様にして、冷水循環回路83には氷蓄熱装置28の冷水が循環するが、この冷水循環回路83には熱交換器84が設けられており、この熱交換器84において、冷水循環回路83の冷水と、給乳管14の牛乳とで熱交換を行い、給乳管14の牛乳の温度を下げ、この低温となった牛乳をミルクタンク8に流し込む。
The ice
この冷却装置には、各種センサが取り付けられているが、この発明に関係する代表的センサとしては、ミルクタンク8の牛乳の温度計測する被冷却物温度センサT1、貯湯タンク41a,41b,41cの上部の貯湯温度を計測する上部温度センサT2,T3,T4、および、貯湯タンク41a,41b,41cの下部の貯水温度を計測する下部温度センサT6,T7,T8などがある。
Various sensors are attached to the cooling device, and typical sensors related to the present invention include a temperature sensor T1 to be cooled for measuring the temperature of milk in the milk tank 8, and hot
次に、この様に構成されている冷却装置において、牛乳をミルクタンク8で貯蔵する際の説明を行う。
まず初めに、工場の電力消費量に余裕がある場合や、電気料金などの安価な時間帯などにおいて、第2冷凍サイクル21を稼働させて、氷蓄熱装置28内の水を、第2蒸発器26で冷却して製氷しておく。この第2冷凍サイクル21の稼働の際には、第2放熱器23の温度が高くなるが、この熱を外部に放出すると熱エネルギーの無駄となるため、第2放熱器23を流れる冷媒の熱を、水熱交換器27において、貯湯回路12bを流れる水と熱交換し、高温となった水すなわち湯を第1貯湯タンク41aや第2貯湯タンク41bに蓄える。
Next, in the cooling device configured in this way, explanation will be given when milk is stored in the milk tank 8.
First, in the case where there is a margin in the power consumption of the factory, or in an inexpensive time zone such as an electricity bill, the
そして、搾乳ラインなどから温かい牛乳が送られてくると、ポンプ82を稼働させて、氷蓄熱装置28内の氷の潜熱により低温となった冷水を熱交換器84に送る。この熱交換器84で、氷蓄熱装置28からの冷水と、送られてきた牛乳と熱交換し、牛乳の温度を低下させる。この低温の牛乳をミルクタンク8内に投入する。したがって、ミルクタンク8内に貯められていた牛乳の温度が大きく変動することを防止することができる。
And when warm milk is sent from a milking line etc., the
ミルクタンク8では、ミルクタンク8の牛乳の温度を検出する被冷却物温度センサT1の検出値が設定温度となるように、図示しない制御装置が、第1冷凍サイクル1を稼働させる。すなわち、ミルクタンク8内の牛乳の温度が設定温度よりも高い場合には、第1冷凍サイクル1を稼働させて、第1蒸発器6での吸熱によりミルクタンク8内の牛乳の温度を低下させる。そして、ミルクタンク8内の適温となった牛乳は、適宜必要に応じて、牛乳取出管17から搬出される。第1冷凍サイクル1の稼働の際には、第1放熱器3の温度が高くなるが、この熱を外部に放出すると熱エネルギーの無駄となるため、第1放熱器3を流れる冷媒の熱を、水熱交換器7において、貯湯回路12aを流れる水と熱交換し、高温となった水すなわち湯を第1貯湯タンク41aや第2貯湯タンク41bに蓄える。
In the milk tank 8, a control device (not shown) operates the first refrigeration cycle 1 so that the detected value of the to-be-cooled object temperature sensor T1 that detects the temperature of the milk in the milk tank 8 becomes the set temperature. That is, when the temperature of the milk in the milk tank 8 is higher than the set temperature, the first refrigeration cycle 1 is operated, and the temperature of the milk in the milk tank 8 is lowered by heat absorption in the
また、第3冷凍サイクル31は、第3貯湯タンク41cに略常時湯を貯めておくためのものであり、第3冷凍サイクル31が稼働すると、第3放熱器33を流れる高温冷媒の熱を、水熱交換器37において、第2貯湯回路39を流れる水と熱交換し、高温となった水すなわち湯を第3貯湯タンク41cに蓄える。
The
ミルクタンク8を洗浄する際には、ミルクタンク8の牛乳を牛乳取出管17から外に全て取り出して、ミルクタンク8内を空にする。そして、貯湯タンク41a,41b,41cからの湯を枝管61a,61b,61c、給湯本管62、ミルクタンク洗浄用枝管63bを介して自動洗浄機66に導き、給水管67からの水を混合して適温とするとともに、洗剤供給管68からの洗剤や殺菌剤などを混合させて、洗浄ポンプ71によりミルクタンク8に流し込んで洗浄を行う。洗浄後、洗浄液やすすぎ水などは洗浄排水管76や牛乳取出管17から外に排出される。尚、このような洗浄を行うに際して、貯湯タンク41a,41b,41cに貯えられる湯の総量が不足している時には、第3圧縮機32を運転して事前に第3貯湯タンク41cを湯で満たすものである。また、冷凍サイクルの冷媒に二酸化炭素(CO2)を用いることにより、貯湯タンク内の湯温を容易に85℃〜95℃と高温にすることができ、この高温の湯にによる殺菌効果が期待できるものである。
また、貯湯タンク41a,41b,41cの湯は、パイプライン洗浄装置やその他用途にも使用される。
When washing the milk tank 8, all the milk in the milk tank 8 is taken out from the milk take-out
The hot water in the hot
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
(1)第3冷凍サイクル31は必ずしも設ける必要はない。
(2)貯湯タンク41a,41b,41cは複数設けられているが、必ずしも複数である必要はなく、1個でも可能である。
As mentioned above, although the Example of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to the said Example, A various change is performed within the range of the summary of this invention described in the claim. It is possible. Examples of modifications of the present invention are illustrated below.
(1) The
(2) Although a plurality of hot
(3)実施例では、被冷却物は牛乳であるが、牛乳や食品以外の他の液体でも可能である。 (3) In the embodiment, the object to be cooled is milk, but other liquids other than milk and food are also possible.
第2冷凍サイクルの蒸発器での吸熱により氷蓄熱装置内に作られた氷の潜熱で、冷却容器に投入前の被冷却物を冷却した後に、冷却容器内に投入するとともに、冷却容器内の被冷却物の冷却は第1冷凍サイクルの蒸発器での吸熱により行い、かつ、氷蓄熱装置内に製氷する際や冷却容器内の被冷却物を冷却する際に生じる排熱により、湯を沸かしている。したがって、被冷却物の投入時などにおいて、冷却容器内に貯蔵されている被冷却物の温度の変動を小さくするとともに、冷却容器内の保管温度を精度良く適温にし、かつ、消費エネルギーを削減することができる。そのため、食品などの被冷却物の品質保持などが重要な冷却装置に適用することが最適である。 The latent heat of ice created in the ice storage device by absorbing heat in the evaporator of the second refrigeration cycle cools the object to be cooled before being put into the cooling container, and then puts it into the cooling container. The object to be cooled is cooled by absorbing heat in the evaporator of the first refrigeration cycle, and the hot water is boiled by exhaust heat generated when making ice in the ice heat storage device or cooling the object to be cooled in the cooling container. ing. Therefore, at the time of charging the object to be cooled, the temperature variation of the object to be cooled stored in the cooling container is reduced, the storage temperature in the cooling container is accurately adjusted to the appropriate temperature, and the energy consumption is reduced. be able to. Therefore, it is optimal to apply it to a cooling device in which maintaining the quality of an object to be cooled such as food is important.
1 第1冷凍サイクル
2 第1圧縮機
3 第1放熱器
4 第1膨張弁(第1絞り手段)
6 第1蒸発器
7 第1水熱交換器
8 ミルクタンク(冷却容器)
21 第2冷凍サイクル
22 第2圧縮機
23 第2放熱器
24 第2膨張弁(第2絞り手段)
26 第2蒸発器
27 第2水熱交換器
28 氷蓄熱装置
29 内部熱交換器
41a 第1貯湯タンク
41b 第2貯湯タンク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st refrigeration cycle 2 1st compressor 3 1st heat radiator 4 1st expansion valve (1st throttle means)
6 First evaporator 7 First water heat exchanger 8 Milk tank (cooling container)
21
26
Claims (5)
少なくとも第2圧縮機、第2放熱器、第2絞り手段及び第2蒸発器を環状に接続して冷媒が循環する第2冷凍サイクルと、
被冷却物を貯蔵する冷却容器と、
蓄熱材として水を用い当該水を凍らせて蓄冷を行う氷蓄熱装置と、
湯を貯える貯湯タンクとを備え、
前記第1蒸発器で冷媒の蒸発作用を用いて前記冷却容器内に貯蔵された前記被冷却物を冷却し、前記第1放熱器で冷媒の熱の放熱により水を加熱して前記貯湯タンクに温水を貯えるように構成され、かつ、前記第2蒸発器で冷媒の蒸発作用を用いて前記氷蓄熱装置内の水を製氷し、第2放熱器で冷媒の熱の放熱により水を加熱して前記貯湯タンクに貯えるように構成されるとともに、
前記氷蓄熱装置内に作られた氷の潜熱により前記冷却容器に投入前の被冷却物を冷却した後に、この被冷却物を前記冷却容器内に投入するように構成すると共に、前記貯湯タンク内の湯を前記冷却容器に供給可能に成したことを特徴とする冷却装置。 A first refrigeration cycle in which the refrigerant circulates by connecting at least the first compressor, the first radiator, the first throttling means, and the first evaporator in an annular shape;
A second refrigeration cycle in which the refrigerant circulates by connecting at least the second compressor, the second radiator, the second throttle means, and the second evaporator in an annular shape;
A cooling container for storing an object to be cooled;
An ice heat storage device that uses water as a heat storage material to perform cold storage by freezing the water;
A hot water storage tank for storing hot water,
The object to be cooled stored in the cooling container is cooled using the evaporating action of the refrigerant in the first evaporator, the water is heated by the heat radiation of the refrigerant in the first radiator, and the water is stored in the hot water storage tank. It is configured to store hot water, and the water in the ice heat storage device is made by using the refrigerant evaporating action in the second evaporator, and the water is heated by the heat radiation of the refrigerant in the second radiator. It is configured to store in the hot water storage tank,
After cooling the object to be cooled before being charged into the cooling container by the latent heat of ice produced in the ice heat storage device, the object to be cooled is charged into the cooling container, and the hot water storage tank A cooling device characterized in that hot water can be supplied to the cooling container.
前記第2冷凍サイクルを流れる冷媒が二酸化炭素であり、第2蒸発器の出口でこの冷媒が気液二相状態であることを特徴とする請求項1記載の冷却装置。 An internal heat exchanger is provided for exchanging heat between the refrigerant flowing through the circuit from the second radiator to the second throttle means and the refrigerant flowing through the circuit from the second evaporator to the second compressor;
The cooling device according to claim 1, wherein the refrigerant flowing through the second refrigeration cycle is carbon dioxide, and the refrigerant is in a gas-liquid two-phase state at the outlet of the second evaporator.
前記第2放熱器は第2水熱交換器の構成部品であり、この第2水熱交換器において、前記貯湯タンクの下部から導出された水と熱交換可能であり、
この第1水熱交換器と第2水熱交換器とは並列に設けられており、
前記貯湯タンクの下部から導出された水は、前記第1水熱交換器または第2水熱交換器を流れて、放熱器の放熱で加熱して湯となった後に、前記貯湯タンクの上部に戻るように構成されていることを特徴とする請求項1,2,3または4記載の冷却装置。 The first radiator is a component of a first water heat exchanger, and in the first water heat exchanger, heat exchange is possible with water derived from the lower part of the hot water storage tank,
The second radiator is a component of the second water heat exchanger, and in the second water heat exchanger, heat exchange is possible with water derived from the lower part of the hot water storage tank,
The first water heat exchanger and the second water heat exchanger are provided in parallel,
The water led out from the lower part of the hot water storage tank flows through the first water heat exchanger or the second water heat exchanger and is heated by heat radiation of the radiator to become hot water, and then enters the upper part of the hot water storage tank. 5. The cooling device according to claim 1, wherein the cooling device is configured to return.
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