JP2001021247A - ブライン冷却システムの運転方法 - Google Patents

ブライン冷却システムの運転方法

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JP2001021247A
JP2001021247A JP11191024A JP19102499A JP2001021247A JP 2001021247 A JP2001021247 A JP 2001021247A JP 11191024 A JP11191024 A JP 11191024A JP 19102499 A JP19102499 A JP 19102499A JP 2001021247 A JP2001021247 A JP 2001021247A
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brine
showcase
refrigerant
cooling
circuit
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JP11191024A
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Inventor
Toshiyuki Morita
敏之 森田
Katsumi Shirai
勝美 白井
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Nakano Refrigerators Co Ltd
Original Assignee
Nakano Refrigerators Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ショーケースの負荷に応じた冷却運転を行う
ことにより、システムの消費エネルギーの削減を図り、
経済的な運転を行うことができるブライン冷却システム
の運転方法を提供する。 【解決手段】 ショーケース40のランプを消灯させた
り、ナイトカバーを掛けたりしたとき、季節・時間を判
断するカレンダータイマ54からショーケース40の負
荷減少信号が発信されたときには、ブライン回路20の
ブラインの設定温度を高くしたり、冷媒回路10の低圧
設定圧力を高くしたり、ブラインを循環させるための循
環ポンプ22,24の回転数を少なくしたりして冷却運
転を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ブライン冷却シス
テムの運転方法に係り、詳しくは、アンモニア等の冷媒
(一次冷媒)を使用した冷凍機により二次冷媒であるブ
ラインを冷却し、冷却されたブラインを冷却器に供給し
て冷凍・冷蔵ショーケースを冷却するブライン冷却シス
テム(間接的冷却システム)の運転方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の冷凍・冷蔵ショーケース等を冷却
するためのシステムとしては、フロンを冷媒として用い
た直膨式システムが主流であった。しかし、近年の脱フ
ロン化に伴い、非フロン冷却による冷却システムやフロ
ンを使用するにしてもフロンを少量にするためのシステ
ムが種々検討されている。例えば、以前から冷媒として
用いられているアンモニアをフロンの代りに用いること
により、現在の直膨式システムと略同じ装置構成でショ
ーケース等の冷却を行うことはできるが、ショーケース
等が設置されている店舗内へのアンモニアの漏洩に対す
る対策が問題となる。
【0003】このため、アンモニアを冷媒として使用し
た冷凍機の冷媒回路を店舗外に設置し、この冷媒回路に
設けた熱交換器で二次冷媒であるブラインを冷却し、冷
却されたブラインをショーケースの冷却器に供給するこ
とによってショーケースの冷却を行うブライン冷却シス
テムが注目されている。このブライン冷却システムで
は、ブラインとして安全性の高いブライン、例えば、塩
化カルシウム,プロピレングリコール,エチレングリコ
ール等の水溶液を使用することにより、店舗内での冷媒
の漏洩に対する対策がほとんど必要ではなくなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一般に、ブライン冷却
システムにおける冷却運転の制御は、ショーケースの庫
内温度が設定温度以下になったらブラインの流れを遮断
してショーケースの冷却を停止し、これによってブライ
ンの流量が減少し、ブラインの温度が設定温度より低下
したら一次冷媒によるブラインの冷却を停止するという
方法によって行われている。
【0005】一方、ショーケース等の冷却システムの設
計においては、夏季の営業中の負荷、即ち最大負荷を考
慮してシステムの能力を設定しているため、これ以外の
時間帯や季節では、システム全体の能力が過大になって
しまう。例えば、夜間の非営業中には、営業中に比べて
負荷が50%程度にまで減少することがあり、季節によ
る負荷変動も大きい。そこで、夜間の非営業時に、ショ
ーケース等の庫内温度の設定温度を少し高めにするオー
バーライド制御が知られているが、庫内温度を高くする
ので、商品によっては良くないものもあった。
【0006】本発明は、上記の問題点に鑑み創案された
もので、負荷の減少に応じた冷却運転を行うことによ
り、システムの消費エネルギーの削減を図り、経済的な
運転を行うことができるブライン冷却システムの運転方
法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては、冷媒を圧縮する圧縮機やブライ
ンを冷却する冷却用熱交換器等を有する冷媒回路と、前
記冷却用熱交換器で冷却されたブラインをショーケース
等の冷却器に循環させる循環ポンプやブラインを貯留す
るブラインタンク等を有するブライン回路とを備えたブ
ライン冷却システムの運転方法において、前記ショーケ
ースのランプを消灯させたとき、前記ショーケースにナ
イトカバーを掛けたとき、季節・時間を判断するカレン
ダータイマから前記ショーケースの負荷減少信号が発信
されたとき、のいずれかのときに、前記ブライン回路の
ブラインの設定温度を高くして運転すること、あるい
は、前記冷媒回路の低圧設定圧力を高くして運転するこ
と、あるいは、この両者を併用した運転を行うことを特
徴としている。
【0008】このように、ブラインの設定温度を高くす
ることにより、ブラインを冷却するための冷媒回路を構
成するブライン冷却用冷凍機の運転負荷を軽減でき、圧
縮機動力費等の削減が図れる。また、冷媒回路の低圧設
定圧力を高くすることにより、冷媒を圧縮する圧縮機の
負荷を軽減することができるとともに、圧縮機の運転効
率も向上させることができ、動力費の低減が図れる。さ
らに、負荷減少時には、冷却器に循環させるブラインの
流量を減量しても十分な冷却を行うことができるので、
冷却器にブラインを循環させるための循環ポンプの回転
数を少なくすることにより、該循環ポンプの動力費も削
減することができる。
【0009】
【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、ブライン冷却システム
の基本的な構成例を示す系統図であって、例えばアンモ
ニア等を冷媒として用いた冷媒回路10と、例えば塩化
カルシウム,プロピレングリコール,エチレングリコー
ル等の水溶液を二次冷媒のブラインとして用いたブライ
ン回路20とにより形成されている。
【0010】冷媒回路10は、通常の冷凍機と同様に、
冷媒を圧縮する圧縮機11、圧縮された高温の冷媒を大
気と熱交換させて冷却凝縮させる凝縮器12、凝縮液化
した冷媒を一次貯留するレシーバータンク13、液冷媒
を膨張させる膨張弁14、膨張により温度低下した冷媒
が導入される冷媒流路15aを有する冷却用熱交換器1
5、冷媒回路10内の冷媒の流れを制御する冷媒電磁弁
16等により形成されており、循環する冷媒によって前
記冷媒流路15aが所定の温度に冷却される。
【0011】ブライン回路20は、冷媒回路10の前記
冷媒流路15aと対を成す冷却用熱交換器15のブライ
ン冷却流路15bと、該ブライン冷却流路15bで冷却
された低温のブラインを貯留するブラインタンクである
低温タンク21と、該低温タンク21内のブラインをシ
ョーケース40の冷却器41に供給するためのショーケ
ース循環ポンプ22と、冷却器41での熱交換により昇
温して流出した中温のブラインを貯留する中温タンク2
3と、該中温タンク23内のブラインを前記冷却用熱交
換器15のブライン冷却流路15bに供給する熱交換器
循環ポンプ24等の機器と、所定位置に設けられている
電磁弁、手動弁等とにより形成されている。
【0012】また、運転状態を制御するための機器とし
て、ショーケース40の庫内温度を検知する温度センサ
42の測定温度に応じてショーケース電磁弁25を開閉
制御する庫内温度制御手段51と、低温タンク21内の
ブライン温度を検知する温度センサ26の測定温度に応
じて冷媒電磁弁16を開閉制御するブライン温度制御手
段52と、冷媒回路10における低圧カットイン圧力及
びカットアウト圧力を設定する圧力制御手段53と、季
節・時間を判断するカレンダータイマ54と、ショーケ
ース循環ポンプ22及び熱交換器循環ポンプ24の回転
数を制御するポンプ回転数制御手段55と、ショーケー
スのランプの状態及びナイトカバーの状態を検出あるい
は設定するための手段(図示せず)とが設けられてい
る。
【0013】なお、図1では、ブライン回路20に対し
てショーケース40を1台だけ図示しているが、通常
は、一つのブライン回路20に対して複数のショーケー
スが並列に設けられている。また、図1において、以下
の説明に関係のない電磁弁には符号Sを、手動弁には符
号Mをそれぞれ付してある。また、図中、黒塗りの弁は
通常運転時は閉状態であることを表している。
【0014】通常の冷却運転において、冷媒回路10で
は、圧縮機11で圧縮された冷媒が凝縮器12で冷却液
化されてレシーバータンク13に一時貯留され、レシー
バータンク13内の液冷媒が冷媒電磁弁16を通り、膨
張弁14で膨張して低温となり、冷却用熱交換器15の
冷媒流路15aを通ってブライン冷却流路15bを流れ
るブラインを冷却し、冷媒流路15aを出た低圧冷媒ガ
スが圧縮機11に吸入される経路を循環している。
【0015】また、ブライン回路20では、ブライン冷
却流路15bで冷却されて低温タンク21に一時貯留さ
れた低温のブラインが、ショーケース循環ポンプ22に
よりショーケース電磁弁25を経て冷却器41に供給さ
れ、冷却器41での熱交換で昇温したブラインが、中温
タンク23に回収された後、熱交換器循環ポンプ24に
よって冷却用熱交換器15のブライン冷却流路15bに
戻り、再び冷却されて低温タンク21に流入する経路を
循環している。
【0016】このように、通常の冷却運転中は、冷媒回
路10を循環する冷媒の冷熱が、ブライン回路20を循
環するブラインを介して冷却器41に伝達され、これに
よってショーケース40が所定温度に冷却されることに
なる。
【0017】そして、前記温度センサ42で測定した庫
内温度が設定温度以下になると、庫内温度制御手段51
の作動によってショーケース電磁弁25が閉じ、冷却器
41へのブラインの供給が遮断される。このとき、ブラ
イン回路20に並列に設けられているショーケース電磁
弁25の全てが遮断された際には、バイパス弁27が開
いてブラインを循環させる。
【0018】また、ショーケース電磁弁25が閉じて冷
却器41へのブラインの循環量が減少すると、冷却器4
1での熱交換により温度上昇がなくなるため、低温タン
ク21内のブラインの温度が次第に低下するので、温度
センサ26が測定したブラインの温度が設定温度以下に
なると、ブライン温度制御手段52の作動によって冷媒
電磁弁16が閉じる。これによって液冷媒の流れが遮断
されると、圧縮機11の吸入側(低圧)圧力が低下する
ので、圧力制御手段53が作動して圧縮機11が停止す
る。
【0019】ショーケース40の庫内温度が設定温度よ
り上昇すると庫内温度制御手段51がショーケース電磁
弁25を開き、低温タンク21内のブライン温度が設定
温度より上昇すると、ブライン温度制御手段52が冷媒
電磁弁16を開き、低圧圧力が上昇すると圧力制御手段
53が圧縮機11の運転を再開する。
【0020】このようにしてショーケース40の冷却を
行うブライン冷却システムにおいて、ショーケース40
の負荷が大きく減少したときには、例えば、営業終了に
よってショーケース40のランプを消灯させたり、ナイ
トカバーを掛けたりしたとき、あるいは、季節・時間を
判断するカレンダータイマ54からショーケース40の
負荷減少信号が発信されたときには、ブライン回路20
のブラインの設定温度を高くしたり、冷媒回路10の低
圧設定圧力を高くしたり、ブラインを循環させるための
循環ポンプ22,24の回転数を少なくしたりして冷却
運転を行う。
【0021】例えば、ブライン回路20のブラインの設
定温度を高くする場合、ショーケース40の設定温度が
0℃で、ブライン回路20のブラインの通常時の設定温
度が−13℃の場合、負荷減少時の設定温度を−10℃
とし、設定温度を3℃高くする。負荷減少中は、冷却器
41に供給するブライン回路を3℃程度高めてもショー
ケース40の冷却にはほとんど影響はなく、庫内温度
は、温度センサ42及び庫内温度制御手段51の作動に
よって所定の設定温度である0℃に保持することができ
る。
【0022】このように、ブラインの設定温度を高くす
ると、すなわち、温度制御手段52における温度センサ
26の設定温度を3℃高くすると、冷媒電磁弁16が開
く温度が3℃高くなり、冷媒回路10における冷却用熱
交換器15の冷却負荷を3℃分だけ減少させることがで
きる。したがって、冷媒電磁弁16が閉じて圧縮機11
が停止する時間が長くなる分、電力消費を削減すること
ができる。
【0023】また、冷媒回路10の低圧設定圧力を高く
すると、圧縮機11における圧縮比の減少によって圧縮
機11の負荷が減少するので、その分、圧縮機11の電
力消費を削減することができる。
【0024】さらに、循環ポンプ22,24の回転数
を、ポンプ回転数制御手段55により、例えばインバー
ターの周波数を変更することによって少なくすることに
より、該循環ポンプ22,24の電力消費を削減するこ
とができる。
【0025】これらの省エネルギー運転は、いずれか一
つを行ってもよく、いくつかを組合わせたり、温度設定
値を適当に設定することにより、負荷減少時の省エネル
ギー運転をより効果的に行うことができる。また、いず
れの場合も、温度センサ42で測定した庫内温度が設定
温度である0℃を保持できなくなった場合には、これら
の制御を解除するように設定しておくことにより、ショ
ーケース40の庫内温度が上昇してしまうことを防止で
きる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のブライン
冷却システムの運転方法は、ショーケースの負荷の減少
に応じて、ブライン回路のブラインの設定温度を高くし
たり、冷媒回路の低圧設定圧力を高くしたり、ブライン
循環ポンプの回転数を少なくしたりして冷却運転を行う
ようにしたので、ショーケース庫内の設定温度を上げる
ことなく、オーバーライド制御が行えて省エネルギーに
なるとともに、ショーケースを所定の冷却状態に保ちな
がら、効果的な省エネルギー運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したブライン冷却システムの一例
を示す系統図である。
【符号の説明】
10 冷媒回路 11 圧縮機 12 凝縮器 13 レシーバータンク 14 膨張弁 15 冷却用熱交換器 15a 冷媒流路 15b ブライン冷却流路 16 冷媒電磁弁 20 ブライン回路 21 低温タンク 21a バイパス経路 22 ショーケース循環ポンプ 23 中温タンク 24 熱交換器循環ポンプ 25 ショーケース電磁弁 26 温度センサ 40 ショーケース 41 冷却器 42 温度センサ 51 庫内温度制御手段 52 ブライン温度制御手段 53 圧力制御手段 54 カレンダータイマ 55 ポンプ回転数制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3B110 BA03 DA01 3L045 AA02 BA01 CA02 DA02 FA02 GA07 HA01 JA04 JA12 JA13 KA07 LA03 LA12 MA00 MA02 MA11 NA01 NA16 PA05

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷媒を圧縮する圧縮機やブラインを冷却
    する冷却用熱交換器等を有する冷媒回路と、前記冷却用
    熱交換器で冷却されたブラインをショーケース等の冷却
    器に循環させる循環ポンプやブラインを貯留するブライ
    ンタンク等を有するブライン回路とを備えたブライン冷
    却システムの運転方法において、 前記ショーケースのランプを消灯させたとき、前記ショ
    ーケースにナイトカバーを掛けたとき、季節・時間を判
    断するカレンダータイマから前記ショーケースの負荷減
    少信号が発信されたとき、のいずれかのときに、前記ブ
    ライン回路のブラインの設定温度を高くすることを特徴
    とするブライン冷却システムの運転方法。
  2. 【請求項2】 冷媒を圧縮する圧縮機やブラインを冷却
    する冷却用熱交換器等を有する冷媒回路と、前記冷却用
    熱交換器で冷却されたブラインをショーケース等の冷却
    器に循環させる循環ポンプやブラインを貯留するブライ
    ンタンク等を有するブライン回路とを備えたブライン冷
    却システムの運転方法において、 前記ショーケースのランプを消灯させたとき、前記ショ
    ーケースにナイトカバーを掛けたとき、季節・時間を判
    断するカレンダータイマから前記ショーケースの負荷減
    少信号が発信されたとき、のいずれかのときに、前記冷
    媒回路の低圧設定圧力を高くすることを特徴とするブラ
    イン冷却システムの運転方法。
  3. 【請求項3】 冷媒を圧縮する圧縮機やブラインを冷却
    する冷却用熱交換器等を有する冷媒回路と、前記冷却用
    熱交換器で冷却されたブラインをショーケース等の冷却
    器に循環させる循環ポンプやブラインを貯留するブライ
    ンタンク等を有するブライン回路とを備えたブライン冷
    却システムの運転方法において、 前記ショーケースのランプを消灯させたとき、前記ショ
    ーケースにナイトカバーを掛けたとき、季節・時間を判
    断するカレンダータイマから前記ショーケースの負荷減
    少信号が発信されたとき、のいずれかのときに、前記ブ
    ライン回路のブラインの設定温度を高くするとともに、
    前記冷媒回路の低圧設定圧力を高くすることを特徴とす
    るブライン冷却システムの運転方法。
  4. 【請求項4】 前記ショーケースのランプを消灯させた
    とき、前記ショーケースにナイトカバーを掛けたとき、
    季節・時間を判断するカレンダータイマから前記ショー
    ケースの負荷減少信号が発信されたとき、のいずれかの
    ときに、ブライン回路の循環ポンプの回転数を少なくす
    ることを特徴とする請求項1,2又は3記載のブライン
    冷却システムの運転方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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