JP2000074542A - ショーケース等の冷却システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブラインを使用してできるだけ効率的にショ
ーケース等を冷却する冷却システムを提供する。 【解決手段】 ショーケース等の冷却システムは、所定
の冷媒回路を有する冷却ユニットＩと、ブラインが循環
されるブライン回路５とを備え、冷却ユニットＩにより
ブライン回路５中のブラインを冷却し、ショーケース等
に分配して冷却作用を発揮させるものであって、ブライ
ン回路５中に介設された蓄熱槽１５と、所定の冷媒回路
を有して蓄熱槽１５を冷却する蓄熱ユニットＩＩとを備
え、夜間蓄熱槽１５へのブラインの循環を停止して蓄熱
ユニットＩＩにより蓄熱槽１５を冷却すると共に、昼間
蓄熱ユニットＩＩを停止し、蓄熱槽１５にブラインを循
環させて冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばスーパーマ
ーケット等に設置された低温ショーケースや業務用冷蔵
庫等の冷却システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、スーパーマーケット等に設置され
る低温ショーケースや業務用冷蔵庫には、冷却作用を発
揮する冷媒としてフロン冷媒が使用されていた。係るフ
ロン冷媒は、オゾン層の破壊を招く特定フロンであると
して国際的にも規制の動きが活発化している。我が国に
おいても１９８９年７月から特定フロンの生産、使用の
規制が開始され、１９９５年末には生産が打ち切られ
た。従って、現代社会を維持するためには特定フロンに
代わる代替物の生産や使用又は、フロン冷媒の削減が重
要になってきている。

【０００３】そのため、例えば特開平８−６８５８５号
公報（Ｆ２５Ｄ１５／００）に示されるショーケースで
は、冷却ユニットにて冷却した冷気を供給配管にて各シ
ョーケースに分配している。

【０００４】また、他の従来のショーケースの冷却シス
テムとしては、スーパーマーケット等の店舗において、
冷凍ショーケースには所謂直膨式の冷媒回路を使用し、
冷蔵ショーケースには別の冷却ユニットにて冷却したブ
ラインを供給配管にて分配するようにしたものもある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
如く冷気を分配するものではどうしても各ショーケース
において十分なる冷却能力を期待することができない。
また、後者の如くショーケース等にブラインを循環させ
るものは、冷媒回路により熱交換ロスが生じるため、ど
うしても冷媒回路によって直接冷却する直膨式のものに
比較して効率が悪いものとなってしまう問題が生じる。
また、ブラインを循環させるための電力消費も問題があ
る。

【０００６】更にこれに加えて、氷蓄熱を利用して冷却
能力の向上を図るものもあるが、冷媒の過冷却に利用し
ているだけでフロン低減においては、効果があまりない
ものであった。

【０００７】そこで、本発明は、ブラインを使用してで
きるだけ効率的にショーケース等を冷却する冷却システ
ムを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のショーケース等
の冷却システムは、所定の冷媒回路を有する冷却ユニッ
トと、ブラインが循環されるブライン回路とを備え、冷
却ユニットによりブライン回路中のブラインを冷却し、
ショーケース等に分配して冷却作用を発揮させるもので
あって、ブライン回路中に介設された蓄熱槽と、所定の
冷媒回路を有して蓄熱槽を冷却する蓄熱ユニットとを備
え、夜間蓄熱槽へのブラインの循環を停止して蓄熱ユニ
ットにより蓄熱槽を冷却すると共に、昼間蓄熱ユニット
を停止し、蓄熱槽にブラインを循環させて冷却するもの
である。

【０００９】本発明によれば、所定の冷媒回路を有する
冷却ユニットと、ブラインが循環されるブライン回路と
を備え、冷却ユニットによりブライン回路中のブライン
を冷却して、ショーケース等に分配し、冷却作用を発揮
させるシステムにおいて、ブライン回路中に介設された
蓄熱槽と、所定の冷媒回路を有して蓄熱槽を冷却する蓄
熱ユニットとを設け、夜間蓄熱槽へのブラインの循環を
停止して蓄熱ユニットにより蓄熱槽を冷却すると共に、
昼間蓄熱ユニットを停止し、蓄熱槽にブラインを循環さ
せて冷却するようにしたので、夜間電力を用いて蓄熱ユ
ニットを運転し、蓄熱槽に冷熱を蓄えると共に、昼間こ
の蓄えられた冷熱を利用してブラインを冷却することが
できるようになる。

【００１０】即ち、昼間の冷却運転に必要なエネルギー
を蓄熱槽に蓄えた冷熱にて補い、昼間冷却ユニット等に
て消費される電力を低減することができるようになるの
で、消費電力の平準化を達成することが可能となると共
に、安価な夜間電力を用いて蓄熱ユニットを運転するの
で、電気代も総じて低減させることもできるようになる
ものである。

【００１１】請求項２の発明によれば、上記の発明に加
えて、昼間の低負荷時には、冷却ユニットを停止するも
のである。

【００１２】請求項２の発明によれば、上記に加えて昼
間の低負荷時には、冷却ユニットを停止するようにした
ので、夜間蓄熱槽に蓄えておいた冷熱のみにてブライン
の冷却が足りる場合には冷却ユニットをも停止させ、消
費電力の更なる削減を図ることをできるようになるもの
である。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、図面に基づき本発明の実施
形態を詳述する。図１は本発明の冷却システム１の冷媒
・ブライン回路図である。尚、実線は冷媒又はブライン
の流れる方向を示すものである。

【００１４】冷却システム１は、スーパーマーケット等
の店舗において利用されるものであり、冷却ユニットＩ
と、蓄熱ユニットＩＩと、本実施例においては１台の冷
凍ショーケースＩＩＩと、３台の冷蔵ショーケース２、
３、４と、ブライン回路５とから構成されている。

【００１５】前記冷却ユニットＩは、周知の冷凍サイク
ルを構成する圧縮機６と、凝縮器７と、気液分離器８
と、膨張弁９と、熱交換器１０等を順次接続し、これに
冷媒を所定量封入することにより、環状の冷媒回路が構
成されている。

【００１６】前記蓄熱ユニットＩＩは、周知の冷凍サイ
クルを構成する圧縮機１１と、凝縮器１２と、気液分離
器１３と、膨張弁１４と、蓄熱槽１５内の図示しない熱
交換器等を順次接続し、これに冷媒を所定量封入するこ
とにより、環状の冷媒回路が構成されている。前記熱交
換器は蓄熱槽１５内に充填された例えばカプセルタイプ
の蓄熱材と熱交換するように配管が交熱的に配設されて
いる。

【００１７】尚、この蓄熱槽１５内には図示しないブラ
イン配管が、その中の蓄熱材と交熱的に設けられ、当該
ブライン配管の入口及び出口は前記ブライン回路５に接
続されている。

【００１８】また、前記冷凍ショーケースＩＩＩは、周
知の冷凍サイクルを構成する圧縮機１６と、熱交換器１
７と、気液分離器１８と、膨張弁１９と、冷却器２０等
を順次接続し、所定量の冷媒を封入することにより、環
状の冷媒配管が構成された冷却装置を備えている。

【００１９】尚、前記冷却器２０は、冷凍ショーケース
ＩＩＩ内に設置されているものであり、このショーケー
スの図示しない貯蔵室内を冷却するものである。

【００２０】次ぎに、冷却システム１を構成するブライ
ン回路５について説明する。前記蓄熱槽１５の出口側に
は、ブライン配管２１の一端が接続されており、このブ
ライン配管２１の他端は三方管２２の入口に接続されて
いる。この三方管２２の一方の出口には、ブライン配管
２３が電磁弁Ｃを介して三方管３５の入口側に接続され
ている。尚、この電磁弁Ｃは、図示しない制御装置によ
って制御されるものである。

【００２１】そして、この三方管３５の一方の出口に
は、ブライン配管２５の一端が接続されており、このブ
ライン配管２５の他端は、前記冷却ユニットＩの熱交換
器１０と交熱的に配設された冷却器１００に接続されて
いる。また、冷却器１００の出口に接続されたブライン
配管２６は、三方管２７の一方の入口に接続されてい
る。

【００２２】この三方管２７の出口には、ブライン配管
２８の一端が接続され、このブライン配管２８の他端
は、ポンプ２９を介して三方管３１の入口に接続されて
いる。尚、３０は容量調節用のブラインタンクである。

【００２３】三方管３１の一方の出口は、ブライン配管
３２が電磁弁Ａを介して前記蓄熱槽１５の入口に接続さ
れている。これにより、ブライン回路５は、環状に構成
されている。尚、前記電磁弁Ａは、図示しない制御装置
によって制御されるものである。

【００２４】一方、前記三方管２２の他方の出口には、
ブライン配管３３の一端が接続されており、このブライ
ン配管３３の他端は電磁弁Ｂを介して前記三方管２７の
他方の入口に接続されている。この電磁弁Ｂは、図示し
ない制御装置によって制御されるものである。

【００２５】また、前述の如くブライン配管２３が三方
管３５の一方の入口と三方管２２の一方の出口間に接続
され、このブライン配管２３には図示しない制御装置に
よって制御される前記電磁弁Ｃが接続されている。

【００２６】更に、前記三方管３５の他方の出口には、
ブライン配管３６の一端が接続されており、このブライ
ン配管３６の他端は電磁弁Ｄを介して前記三方管３１の
他方の入口に接続されている。この電磁弁Ｄは、図示し
ない制御装置によって制御されるものである。

【００２７】更に、前記ブライン配管２８には、前記冷
蔵ショーケース４の冷却器１０１にブラインを分配する
ための分配管３７が三方管３８及びポンプ３９を介して
接続されている。そして、冷却器１０１を介してショー
ケース４の出口側には、ブライン配管４０が接続され、
このブライン配管４０の他端は、ブライン配管２８に三
方管４１を介して接続されている。ここで、三方管４１
は、係るブライン回路５において前記三方管３８の上流
側に接続されているものである。

【００２８】尚、ショーケース２、３も同様の構成でブ
ライン回路５に接続されているものとする。

【００２９】また更に、ブライン回路５の冷蔵ショーケ
ース４に分配した後の前記三方管３８の下流側のブライ
ン配管２８には、前記冷凍ショーケースＩＩＩの前記熱
交換器１７と熱交換するように配設されたブライン配管
４４が三方管４２及びポンプ４３を介して接続されてい
る。そして、熱交換器１７の出口側のブライン配管４４
の端部は、三方管４５を介してブライン配管２８に接続
されている。ここで、三方管４５は、係るブライン回路
５において前記三方管４２の上流側に接続されているも
のである。

【００３０】以上の構成により、本発明に係る冷却シス
テム１の動作を図２を参照して説明する。冷却システム
１の動作は、夜間モードと、昼間モードとに分けられ、
更に昼間モードは夏季等の高負荷又は通常負荷状態と、
冬季等の低負荷状態とに区別される。

【００３１】先ず、夜間モードについて説明する。この
夜間モードは、図示しない制御装置によって、図２に示
す如く冷却ユニットＩと、蓄熱ユニットＩＩと、冷凍シ
ョーケースＩＩＩの全ての圧縮機が運転される。

【００３２】これにより、冷却ユニットＩの熱交換器１
０は冷却作用を発揮して、係る冷却ユニットＩの冷媒回
路と冷却器１００にて交熱的に配設されているブライン
配管２５のブラインを冷却する。

【００３３】蓄熱ユニットＩＩの蓄熱槽１５内に配設さ
れた前記熱交換器は冷却作用を発揮し、蓄熱槽１５内の
蓄熱材を冷却する。

【００３４】また、図示しない制御装置によって、ブラ
イン回路５の前記電磁弁Ａと、電磁弁Ｂと、電磁弁Ｃは
閉鎖され、電磁弁Ｄのみが開放される。

【００３５】これにより、ブライン回路５では、ポンプ
２９から吐出されたブラインは、電磁弁Ａが閉鎖されて
いると共に、電磁弁Ｄが開放されていることから、三方
管３１を経て、電磁弁Ｄを通過し、ブライン配管３６を
通過する。そして、電磁弁Ｃが閉鎖されていることから
前記三方管３５をブライン配管２５側に流れる。ブライ
ン管２５に流入したブラインは、前記冷却器１００に入
る。前述の如く冷却ユニットＩは、運転されていること
から、冷却器１００を通過するブラインは冷却ユニット
Ｉの熱交換器１０で蒸発する冷媒により冷却される。

【００３６】冷却器１００で冷却されたブラインはブラ
イン配管２６を経て三方管２７に到達する。ここで、前
記電磁弁Ｂは、閉鎖されていることからブラインはブラ
イン配管２８を通過し、それぞれの冷蔵ショーケース
２、３、４に分配される。そして、それぞれの冷蔵ショ
ーケース２、３、４の冷却器１０１にて冷却作用を発揮
することにより、各冷蔵ショーケース２、３、４の庫内
を冷却する。

【００３７】更に、冷蔵ショーケース２、３、４を冷却
したブラインはブライン回路５に戻る。そして、ブライ
ン回路５を流れるブラインの一部は、三方管４２からポ
ンプ４３を経て、ブライン配管４４を通過し、前記冷凍
ショーケースＩＩＩの熱交換器１７と熱交換を行う。こ
れにより、冷凍ショーケースＩＩＩの圧縮機１６を吐出
した高温高圧の冷媒が熱交換器１７を通過する際に、ブ
ラインにより過冷却され、運転効率が改善されると共
に、容量の縮小（小型化）が可能となる。

【００３８】そして、熱交換器１７を出た後、ブライン
配管４４から三方管４５を介してブライン回路５に戻
り、ポンプ２９に帰還する。

【００３９】次に、夏季等の高負荷時又は通常負荷時状
態の昼間モードについて説明する。この昼間モードで
は、図示しない制御装置によって図２に示す如く冷却ユ
ニットＩと、冷凍ショーケースＩＩＩが運転され、蓄熱
ユニットＩＩは運転停止とされる。ただし、蓄熱ユニッ
トＩＩの蓄熱槽１５は、夜間に冷却されているため、蓄
熱材が冷却されている。

【００４０】冷却ユニットＩの熱交換器１０は冷却作用
を発揮して、冷却器１００と交熱的に配設されているブ
ライン配管２５内を流れるブラインを冷却する。

【００４１】また、図示しない制御装置によって、ブラ
イン回路５の前記電磁弁Ａと、電磁弁Ｃは開放され、電
磁弁Ｂと、電磁弁Ｄは閉鎖される。

【００４２】これにより、ブライン回路５では、ポンプ
２９から吐出されたブラインが、電磁弁Ａが開放されて
いると共に電磁弁Ｄが閉鎖されていることから、三方管
３１を経て、ブライン配管３２及び電磁弁Ａを通過し、
蓄熱槽１５内のブライン配管に入る。

【００４３】そして、蓄熱槽１５内の蓄熱材と熱交換
し、冷却された後、ブライン配管２１に流出し、ブライ
ン配管２１を経た後、電磁弁Ｃが開放されていると共に
電磁弁Ｂが閉鎖していることから、前記三方管２２をブ
ライン配管２３側に流入する。ブライン配管２３に流入
したブラインは電磁弁Ｃを経て、三方管３５に至る。こ
こで、電磁弁Ｄが閉鎖していることから、前記三方管３
５をブライン配管２５側に流入する。

【００４４】ブライン配管２５に流入したブラインは、
前記冷却ユニットＩの熱交換器１０で冷却される冷却器
１００に入る。前述の如く冷却ユニットＩは、運転され
ていることから、冷却器１００を通過するブラインは冷
却ユニットＩの熱交換器１０により冷却される。

【００４５】冷却器１００にて更に冷却されたブライン
はブライン配管２６を経て三方管２７に到達する。ここ
で、前記電磁弁Ｂは、閉鎖されていることからブライン
はブライン配管２８を通過し、前述の如くそれぞれの冷
蔵ショーケース２、３、４に分配され、各庫内を冷却す
る。

【００４６】更に、冷蔵ショーケース２、３、４を冷却
したブラインはブライン回路５に戻る。そして、ブライ
ン回路５を流れるブラインの一部は、三方弁４２から逆
止弁４３を経て、ブライン配管４４を通過し、前記冷凍
ショーケースＩＩＩの熱交換器１７と熱交換を行う。こ
れによって前述同様に冷凍ショーケースＩＩＩの冷媒を
過冷却する。そして、熱交換器１７を出た後、ブライン
配管４４から、三方管４５を介してブライン回路５に戻
り、ポンプ２９に帰還する。

【００４７】ここで、図１で蓄熱ユニットＩＩが存在し
ない従来のシステムにおける冷却ユニットＩと冷凍ショ
ーケースＩＩＩでの昼間の電気代を１００とし、夜間の
電気代を５０とすると（図３）、本発明では夜間蓄熱ユ
ニットＩＩにより蓄熱槽１５内の蓄熱材に蓄えておいた
冷熱によって昼間の冷却ユニットＩ及び冷凍ショーケー
スＩＩＩの運転効率が改善されるため、昼間モードでは
冷却ユニットＩの電気代が６０、冷凍ショーケースＩＩ
Ｉは９０となる。

【００４８】従って、夜間の蓄熱ユニットＩＩの運転に
よる電気代が２５（夜間電力の電気代は安価であるた
め）増えたとしても、一日のトータルでは従来３００で
あったものが、２７０へと１０％（３０）改善された。

【００４９】次に、冬季等の低負荷時状態の昼間モード
について説明する。この昼間モードは図示しない制御装
置によって、図２に示す如く冷凍ショーケースＩＩＩの
圧縮機のみが運転され、冷却ユニットＩ及び蓄熱ユニッ
トＩＩの圧縮機は運転停止とされる。ただし、蓄熱ユニ
ットＩＩの蓄熱槽１５内の蓄熱材は夜間に冷却されてい
る。

【００５０】また、図示しない制御装置によって、ブラ
イン回路５の前記電磁弁Ａと、電磁弁Ｂは開放されてお
り、電磁弁Ｃと、電磁弁Ｄは閉鎖される。

【００５１】これにより、ブライン回路５では、ポンプ
２９から吐出されたブラインが、電磁弁Ａが開放されて
いると共に電磁弁Ｄが閉鎖されていることから、三方管
３１を経て、ブライン配管３２及び電磁弁Ａを通過し、
蓄熱材が冷却された蓄熱槽１５内を通過する。

【００５２】そして、蓄熱槽１５で冷却されたブライン
は、ブライン配管２１を経た後、電磁弁Ｃが閉鎖されて
いると共に電磁弁Ｂが開放していることから、前記三方
管２２をブライン配管３３側に流入する。ブライン配管
３３に流入したブラインは電磁弁Ｂを経て、三方管２７
に至る。

【００５３】蓄熱槽１５により冷却されたブラインは三
方管２７からブライン配管２８を通過し、それぞれの冷
蔵ショーケース２、３、４に分配される。そして、前述
同様に各ショーケースの庫内を冷却する。更に、前述同
様に冷凍ショーケースＩＩＩの冷媒を過冷却する。

【００５４】このように低負荷時であって夜間蓄熱槽１
５に蓄えておいた冷熱（蓄熱材）のみにてブラインの冷
却が足りる場合には冷却ユニットＩをも停止させるた
め、更なる消費電力の削減を図ることをできる。

【００５５】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、所定
の冷媒回路を有する冷却ユニットと、ブラインが循環さ
れるブライン回路とを備え、冷却ユニットによりブライ
ン回路中のブラインを冷却して、ショーケース等に分配
し、冷却作用を発揮させるシステムにおいて、ブライン
回路中に介設された蓄熱槽と、所定の冷媒回路を有して
蓄熱槽を冷却する蓄熱ユニットとを設け、夜間蓄熱槽へ
のブラインの循環を停止して蓄熱ユニットにより蓄熱槽
を冷却すると共に、昼間蓄熱ユニットを停止し、蓄熱槽
にブラインを循環させて冷却するようにしたので、夜間
電力を用いて蓄熱ユニットを運転し、蓄熱槽に冷熱を蓄
えると共に、昼間この蓄えられた冷熱を利用してブライ
ンを冷却することができるようになる。

【００５６】即ち、昼間の冷却運転に必要なエネルギー
を蓄熱槽に蓄えた冷熱にて補い、昼間冷却ユニット等に
て消費される電力を低減することができるようになるの
で、消費電力の平準化を達成することが可能となると共
に、安価な夜間電力を用いて蓄熱ユニットを運転するの
で、電気代も総じて低減させることもできるようになる
ものである。

【００５７】請求項２の発明によれば、上記に加えて昼
間の低負荷時には、冷却ユニットを停止するようにした
ので、夜間蓄熱槽に蓄えておいた冷熱のみにてブライン
の冷却が足りる場合には冷却ユニットをも停止させ、消
費電力の更なる削減を図ることをできるようになるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷却システムの冷媒・ブライン回路図
である。

【図２】本発明の冷却システムの動作を説明する図であ
る。

【図３】本発明と従来の冷却システムの電気代を比較し
た図である。

【符号の説明】

Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 電磁弁 Ｉ 冷却ユニット ＩＩ 蓄熱ユニット ＩＩＩ 冷凍ショーケース １ 冷却システム ２、３、４ 冷蔵ショーケース ５ ブライン回路 １０、１７ 熱交換器 １５ 蓄熱槽 ２１、２３、２５、２６、２８、３２、３３、３６、４
４ ブライン配管 ２２、２７、３１、３５、３８、４１、４２、４５ 三
方管 ２９、３９、４３ ポンプ ３７ 分配管 ４０ 出口用配管 １００ 冷却器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の冷媒回路を有する冷却ユニット
   と、ブラインが循環されるブライン回路とを備え、前記
   冷却ユニットにより前記ブライン回路中のブラインを冷
   却し、ショーケース等に分配して冷却作用を発揮させる
   ショーケース等の冷却システムにおいて、 前記ブライン回路中に介設された蓄熱槽と、所定の冷媒
   回路を有して前記蓄熱槽を冷却する蓄熱ユニットとを備
   え、夜間前記蓄熱槽へのブラインの循環を停止して前記
   蓄熱ユニットにより前記蓄熱槽を冷却すると共に、昼間
   前記蓄熱ユニットを停止し、前記蓄熱槽にブラインを循
   環させて冷却することを特徴とするショーケース等の冷
   却システム。
2. 【請求項２】 昼間の低負荷時には、冷却ユニットを停
   止することを特徴とする請求項１のショーケース等の冷
   却システム。