JP2002022383A - 冷凍システム及び冷凍システムを運転する方法 - Google Patents
冷凍システム及び冷凍システムを運転する方法Info
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- F25B41/22—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves between evaporator and compressor
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- Freezing, Cooling And Drying Of Foods (AREA)
- Freezers Or Refrigerated Showcases (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 比較的霜のない状態で蒸発器４０を運転す
る。 【解決手段】 物品冷凍システム１０は、圧縮機２０
と、凝縮器３０と、蒸発器４０を有するディスプレイケ
ース１００と、膨張装置５０と、蒸発器圧力調整弁６０
と、を有し、これらは閉冷媒回路の冷媒ライン１２，１
４，１６及び１８で接続される。蒸発器圧力調整弁６０
は、蒸発器４０内で液体から気体に膨張する冷媒の温度
を約２７〜３２°Ｆの範囲に維持するように、蒸発器内
の圧力を予め設定された目標力に維持するように調整す
る。蒸発器４０は、少なくとも５フィン／インチ、最も
好ましくは６〜１５フィン／インチの範囲の比較的高い
フィン密度のフィン−チューブ式の熱交換コイル（熱交
換器）を有する。
る。 【解決手段】 物品冷凍システム１０は、圧縮機２０
と、凝縮器３０と、蒸発器４０を有するディスプレイケ
ース１００と、膨張装置５０と、蒸発器圧力調整弁６０
と、を有し、これらは閉冷媒回路の冷媒ライン１２，１
４，１６及び１８で接続される。蒸発器圧力調整弁６０
は、蒸発器４０内で液体から気体に膨張する冷媒の温度
を約２７〜３２°Ｆの範囲に維持するように、蒸発器内
の圧力を予め設定された目標力に維持するように調整す
る。蒸発器４０は、少なくとも５フィン／インチ、最も
好ましくは６〜１５フィン／インチの範囲の比較的高い
フィン密度のフィン−チューブ式の熱交換コイル（熱交
換器）を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概略的には物品陳
列冷凍システムに関し、特に、除霜の必要性を大幅に低
減するように、中温型の食品の冷凍システムを運転する
ことに関する。
列冷凍システムに関し、特に、除霜の必要性を大幅に低
減するように、中温型の食品の冷凍システムを運転する
ことに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、スーパーマーケットやコンビ
ニエンスストアにはディスプレイケースが備えられ、こ
れらディスプレイケースは、好ましくは、新鮮な食料や
飲料製品を冷却された状態に維持しつつ、上記新鮮な食
料や飲料製品を客に見せるように、開放されているか、
又はドアが設けられている。典型的には、客の視界から
外れるようにディスプレイケース内における物品ディス
プレイ領域から離れた場所に配設される蒸発器のコイル
（熱交換器）の熱交換表面上を通流することよって、低
温，多湿となった空気が、各ディスプレイケースの物品
ディスプレイ領域へ供給される。例えばＲ−４０４Ａ冷
媒のような好適な冷媒は、蒸発器のコイルの熱交換管を
通過させられる。冷媒が蒸発器のコイル内で蒸発する
と、空気の温度が低くなるように、蒸発器の周囲を通過
する空気から熱が奪われる。
ニエンスストアにはディスプレイケースが備えられ、こ
れらディスプレイケースは、好ましくは、新鮮な食料や
飲料製品を冷却された状態に維持しつつ、上記新鮮な食
料や飲料製品を客に見せるように、開放されているか、
又はドアが設けられている。典型的には、客の視界から
外れるようにディスプレイケース内における物品ディス
プレイ領域から離れた場所に配設される蒸発器のコイル
（熱交換器）の熱交換表面上を通流することよって、低
温，多湿となった空気が、各ディスプレイケースの物品
ディスプレイ領域へ供給される。例えばＲ−４０４Ａ冷
媒のような好適な冷媒は、蒸発器のコイルの熱交換管を
通過させられる。冷媒が蒸発器のコイル内で蒸発する
と、空気の温度が低くなるように、蒸発器の周囲を通過
する空気から熱が奪われる。
【０００３】冷凍システムは、冷媒を施設内のディスプ
レイケースの蒸発器のコイルへ適切な状態で供給するよ
うに、スーパーマーケットやコンビニエンスストアに導
入される。全ての冷凍システムは、少なくとも以下の構
成；すなわち、圧縮機と、凝縮器と、ディスプレイケー
スに設けられる少なくとも一つの蒸発器と、感熱式の膨
張弁と、これらの装置を閉循環回路に接続する適宜な冷
媒ラインと、を有している。感熱膨張弁は、液体の冷媒
を膨張するために、冷媒ラインの中で、蒸発器への入口
の冷媒流れに対して上流側に配置される。この膨張弁
は、液体の冷媒を、蒸発器へ流入する前に、特定の冷媒
に対して選ばれる望ましい低い圧力へ膨張させるととも
に計量するように動作する。この膨張の結果として、液
体の冷媒の温度も大幅に低下する。この低圧，低温の液
体冷媒は、蒸発器の管を通過する際に、蒸発器の表面上
を通過する空気から熱を吸収するに従って蒸発する。典
型的には、スーパーマーケットや食品店の冷凍システム
は、複数のディスプレイケースに配置される複数の蒸発
器と、複数の圧縮機の複合体と、いわゆる圧縮機の棚
と、一つ又はそれ以上の凝縮器と、を有している。
レイケースの蒸発器のコイルへ適切な状態で供給するよ
うに、スーパーマーケットやコンビニエンスストアに導
入される。全ての冷凍システムは、少なくとも以下の構
成；すなわち、圧縮機と、凝縮器と、ディスプレイケー
スに設けられる少なくとも一つの蒸発器と、感熱式の膨
張弁と、これらの装置を閉循環回路に接続する適宜な冷
媒ラインと、を有している。感熱膨張弁は、液体の冷媒
を膨張するために、冷媒ラインの中で、蒸発器への入口
の冷媒流れに対して上流側に配置される。この膨張弁
は、液体の冷媒を、蒸発器へ流入する前に、特定の冷媒
に対して選ばれる望ましい低い圧力へ膨張させるととも
に計量するように動作する。この膨張の結果として、液
体の冷媒の温度も大幅に低下する。この低圧，低温の液
体冷媒は、蒸発器の管を通過する際に、蒸発器の表面上
を通過する空気から熱を吸収するに従って蒸発する。典
型的には、スーパーマーケットや食品店の冷凍システム
は、複数のディスプレイケースに配置される複数の蒸発
器と、複数の圧縮機の複合体と、いわゆる圧縮機の棚
と、一つ又はそれ以上の凝縮器と、を有している。
【０００４】加えて、一部の冷凍システムでは、蒸発器
圧力調整（ＥＰＲ）弁が冷媒ライン内における蒸発器の
出口に配設されている。このＥＰＲ弁は、蒸発器内の圧
力を、使用される特定の冷媒に対して予め設定された目
標圧力（値）を越える状態に維持するように動作する。
冷却水が用いられる冷凍システムでは、蒸発器内の冷媒
を水の凝固点を越える状態に維持するように、ＥＰＲ弁
を設定することが知られている。例えば、冷媒としてＲ
−１２を用いる水冷式の冷凍システムでは、ＥＰＲ弁
は、好ましくは３４°Ｆ（約１．１１℃）の冷媒温度と
同等の３２ゲージpsig (pounds per square inch, gag
e)に設定される。
圧力調整（ＥＰＲ）弁が冷媒ライン内における蒸発器の
出口に配設されている。このＥＰＲ弁は、蒸発器内の圧
力を、使用される特定の冷媒に対して予め設定された目
標圧力（値）を越える状態に維持するように動作する。
冷却水が用いられる冷凍システムでは、蒸発器内の冷媒
を水の凝固点を越える状態に維持するように、ＥＰＲ弁
を設定することが知られている。例えば、冷媒としてＲ
−１２を用いる水冷式の冷凍システムでは、ＥＰＲ弁
は、好ましくは３４°Ｆ（約１．１１℃）の冷媒温度と
同等の３２ゲージpsig (pounds per square inch, gag
e)に設定される。
【０００５】従来の手法では、一般的に、食品冷凍シス
テムのディスプレイの蒸発器が水の霜点よりも低い冷媒
温度で作動しており、蒸発器の表面上を通過する冷やさ
れた空気中の水分が蒸発器の表面に触れると、霜が運転
中の蒸発器の表面上に形成される。霜が蒸発器の表面上
に形成されると、蒸発器の性能が低下するとともに、蒸
発器を通過する空気の自由な流れが制限されてきて、極
端な場合には流れが止まってしまう。そこで、蒸発器の
表面上の着霜を取り除くために、典型的には１１０分ま
での各サイクルが２４時間中に１から４回、選択的又は
自動的に運転される除霜システムを、食品ディスプレイ
の冷凍システムに設けることが、一般的である。
テムのディスプレイの蒸発器が水の霜点よりも低い冷媒
温度で作動しており、蒸発器の表面上を通過する冷やさ
れた空気中の水分が蒸発器の表面に触れると、霜が運転
中の蒸発器の表面上に形成される。霜が蒸発器の表面上
に形成されると、蒸発器の性能が低下するとともに、蒸
発器を通過する空気の自由な流れが制限されてきて、極
端な場合には流れが止まってしまう。そこで、蒸発器の
表面上の着霜を取り除くために、典型的には１１０分ま
での各サイクルが２４時間中に１から４回、選択的又は
自動的に運転される除霜システムを、食品ディスプレイ
の冷凍システムに設けることが、一般的である。
【０００６】食品ディスプレイ冷凍システムで蒸発器を
除霜する一般的な手法には、電気ヒータ部から蒸発器へ
空気を通過させるもの、周囲温度の店の空気を蒸発器へ
通過させるもの、及び、高温な冷媒ガスを、蒸発器を通
る冷媒ラインを通して通過させるもの、が含まれる。最
後の手法は、一般的に、ホットガスデフロスト方式と呼
ばれており、圧縮機からの高温な冷媒ガスが、蒸発器を
通して逆方向に流れる。この高温の冷媒ガスは、着霜さ
れた蒸発器内で凝結（液化）する。液化された液体は、
圧縮機の満液及び損傷の可能性を防止するために圧縮機
へ直接的に戻されずに、アキュムレータへ戻される。こ
の高温冷媒ガスの凝結（液化）により放出される潜熱
が、蒸発器の霜を溶かす。
除霜する一般的な手法には、電気ヒータ部から蒸発器へ
空気を通過させるもの、周囲温度の店の空気を蒸発器へ
通過させるもの、及び、高温な冷媒ガスを、蒸発器を通
る冷媒ラインを通して通過させるもの、が含まれる。最
後の手法は、一般的に、ホットガスデフロスト方式と呼
ばれており、圧縮機からの高温な冷媒ガスが、蒸発器を
通して逆方向に流れる。この高温の冷媒ガスは、着霜さ
れた蒸発器内で凝結（液化）する。液化された液体は、
圧縮機の満液及び損傷の可能性を防止するために圧縮機
へ直接的に戻されずに、アキュムレータへ戻される。こ
の高温冷媒ガスの凝結（液化）により放出される潜熱
が、蒸発器の霜を溶かす。
【０００７】このように霜を取り除くのに有効で、これ
により適切な空気流れの蒸発器の運転状態に回復する反
面、上記蒸発器の除霜には課題がある。すなわち、除霜
の期間中、冷凍サイクルが不可避的に中断されるため、
除霜中に物品温度が上昇する。このため、商品ディスプ
レイ内の物品に対し、加温及び冷却の期間が交互に繰り
返されるおそれがある。また、特に複数の冷凍機構を備
えた店では、全ての機構が同時に除霜サイクルとならな
いことを保証するために、追加の制御が、除霜サイクル
の順序を適正化するために、冷凍システムに与えられな
ければならない。
により適切な空気流れの蒸発器の運転状態に回復する反
面、上記蒸発器の除霜には課題がある。すなわち、除霜
の期間中、冷凍サイクルが不可避的に中断されるため、
除霜中に物品温度が上昇する。このため、商品ディスプ
レイ内の物品に対し、加温及び冷却の期間が交互に繰り
返されるおそれがある。また、特に複数の冷凍機構を備
えた店では、全ての機構が同時に除霜サイクルとならな
いことを保証するために、追加の制御が、除霜サイクル
の順序を適正化するために、冷凍システムに与えられな
ければならない。
【０００８】従って、冷却される物品、特に中温型の物
品に対し、除霜サイクルを行う必要性がない持続的に霜
の無い状態で運転することが望ましい。マーサー(Merce
r)の米国特許第３，５７７，７４４号には、一例とし
て、物品領域を霜のない状態に維持するとともに、蒸発
器のコイルを氷のない状態に維持する開放式の冷凍ディ
スプレイケースを作動（運転）する方法が開示されてい
る。この開示されている手法では、小さな二次蒸発器ユ
ニットが、蓄圧室用の大気を乾燥するために用いられ
る。冷却，乾燥された空気は、計量されて一次空気流れ
へ向かい、商品領域の表面にじかに触れるように通過さ
せられる。上記表面に直接的に触れる空気が乾燥される
ので、上記物品領域の表面に霜が形成されることはな
い。
品に対し、除霜サイクルを行う必要性がない持続的に霜
の無い状態で運転することが望ましい。マーサー(Merce
r)の米国特許第３，５７７，７４４号には、一例とし
て、物品領域を霜のない状態に維持するとともに、蒸発
器のコイルを氷のない状態に維持する開放式の冷凍ディ
スプレイケースを作動（運転）する方法が開示されてい
る。この開示されている手法では、小さな二次蒸発器ユ
ニットが、蓄圧室用の大気を乾燥するために用いられ
る。冷却，乾燥された空気は、計量されて一次空気流れ
へ向かい、商品領域の表面にじかに触れるように通過さ
せられる。上記表面に直接的に触れる空気が乾燥される
ので、上記物品領域の表面に霜が形成されることはな
い。
【０００９】ベルコフ（Velkoff）の米国特許第３，６
８１，８９６号には、空気−蒸気の流れ及びこの流れに
導入される水に静電的な変化を与えることによって、蒸
発器のような熱交換器における霜の形成を調整すること
が開示されている。帯電された水滴により、空気内の水
蒸気が引き寄せられ、これら帯電された蒸気及び水滴
が、熱交換コイルの上流側に配置される逆に帯電した極
板（陽極）の表面上に集まる。従って、熱交換コイルを
通過する冷却空気が、比較的湿気の無いものとなり、熱
交換コイル上の霜形成物が生じない。
８１，８９６号には、空気−蒸気の流れ及びこの流れに
導入される水に静電的な変化を与えることによって、蒸
発器のような熱交換器における霜の形成を調整すること
が開示されている。帯電された水滴により、空気内の水
蒸気が引き寄せられ、これら帯電された蒸気及び水滴
が、熱交換コイルの上流側に配置される逆に帯電した極
板（陽極）の表面上に集まる。従って、熱交換コイルを
通過する冷却空気が、比較的湿気の無いものとなり、熱
交換コイル上の霜形成物が生じない。
【００１０】シュバイツゲベル（Schwitzgebel）の米国
特許第４，２７２，９６９号には、高い湿度で霜のない
状態を維持する冷凍機が開示されている。この場合、吸
入圧力調整弁又はキャピラリ管等の追加のスロットル要
素が、蒸発器の表面を０℃より高い状態に維持するよう
に流れを絞る目的で、蒸発器の出口と圧縮機との間の戻
りラインに設けられる。更に、蒸発器の表面積が、同じ
冷凍容量（容積）の一般的な冷凍機に使用される蒸発器
の表面積に比して、はるかに大きな寸法に設定される。
すなわち一般的な蒸発器の寸法に対し、好ましくは２
倍、最大１０倍となることもあり得る。
特許第４，２７２，９６９号には、高い湿度で霜のない
状態を維持する冷凍機が開示されている。この場合、吸
入圧力調整弁又はキャピラリ管等の追加のスロットル要
素が、蒸発器の表面を０℃より高い状態に維持するよう
に流れを絞る目的で、蒸発器の出口と圧縮機との間の戻
りラインに設けられる。更に、蒸発器の表面積が、同じ
冷凍容量（容積）の一般的な冷凍機に使用される蒸発器
の表面積に比して、はるかに大きな寸法に設定される。
すなわち一般的な蒸発器の寸法に対し、好ましくは２
倍、最大１０倍となることもあり得る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一つの目的
は、比較的霜のない状態で物品冷凍システムを運転（制
御）する方法を提供し、除霜の必要性を著しく低減する
ことにある。
は、比較的霜のない状態で物品冷凍システムを運転（制
御）する方法を提供し、除霜の必要性を著しく低減する
ことにある。
【００１２】本発明の他の形態の目的は、比較的霜のな
い運転が可能な物品冷凍システムを提供することにあ
る。
い運転が可能な物品冷凍システムを提供することにあ
る。
【００１３】本発明の他の目的は、コンパクトな熱交換
器を有するディスプレイケースの蒸発器を備えた物品冷
凍システムを提供することにある。
器を有するディスプレイケースの蒸発器を備えた物品冷
凍システムを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の装置の形態で
は、物品冷凍システムが、圧縮機と、凝縮器と、蒸発器
を有するディスプレイケースと、膨張装置と、蒸発器圧
力調整装置と、を有し、これらの全てが閉冷媒回路とし
て接続されている。蒸発器圧力調整装置は、蒸発器内で
液体から蒸気へ膨張する冷媒の温度を、約２７°Ｆ（約
−２．７８℃）から約３２°Ｆ（約０℃）の範囲に維持
するように、蒸発器の圧力を、予め設定された目標圧力
に維持するように作動する。蒸発器は、少なくとも５フ
ィン／インチ、最も好ましくは６から１５フィン／イン
チの比較的高いフィン密度を有するフィン−チューブ式
の熱交換コイル（熱交換器）を有する。
は、物品冷凍システムが、圧縮機と、凝縮器と、蒸発器
を有するディスプレイケースと、膨張装置と、蒸発器圧
力調整装置と、を有し、これらの全てが閉冷媒回路とし
て接続されている。蒸発器圧力調整装置は、蒸発器内で
液体から蒸気へ膨張する冷媒の温度を、約２７°Ｆ（約
−２．７８℃）から約３２°Ｆ（約０℃）の範囲に維持
するように、蒸発器の圧力を、予め設定された目標圧力
に維持するように作動する。蒸発器は、少なくとも５フ
ィン／インチ、最も好ましくは６から１５フィン／イン
チの比較的高いフィン密度を有するフィン−チューブ式
の熱交換コイル（熱交換器）を有する。
【００１５】本発明の他の形態では、フィン−チューブ
式の熱交換器を備えた蒸発器を有するディスプレイケー
スと、圧縮機と、凝縮器と、上記蒸発器の上流側に配設
されて、この蒸発器とともに動作する膨張装置と、を有
し、これら全てが冷媒を含む冷凍回路に接続された物品
冷凍システムを運転（制御）する方法が提供される。蒸
発器圧力調整弁は、上記冷凍回路における蒸発器の下流
側に配設され、この蒸発器とともに動作する。この蒸発
器圧力調整弁は、蒸発器内の冷媒温度を約２７°Ｆ（−
２．７８℃）から約３２°Ｆ（約０℃）の範囲に維持す
るように、冷媒に対して予め設定された目標圧力に設定
される。蒸発器の熱交換器は、少なくとも５フィン／イ
ンチ、より好ましくは６から１５フィン／インチのフィ
ン密度に設定される。
式の熱交換器を備えた蒸発器を有するディスプレイケー
スと、圧縮機と、凝縮器と、上記蒸発器の上流側に配設
されて、この蒸発器とともに動作する膨張装置と、を有
し、これら全てが冷媒を含む冷凍回路に接続された物品
冷凍システムを運転（制御）する方法が提供される。蒸
発器圧力調整弁は、上記冷凍回路における蒸発器の下流
側に配設され、この蒸発器とともに動作する。この蒸発
器圧力調整弁は、蒸発器内の冷媒温度を約２７°Ｆ（−
２．７８℃）から約３２°Ｆ（約０℃）の範囲に維持す
るように、冷媒に対して予め設定された目標圧力に設定
される。蒸発器の熱交換器は、少なくとも５フィン／イ
ンチ、より好ましくは６から１５フィン／インチのフィ
ン密度に設定される。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の更なる理解のために、本
発明の好ましい一実施形態を、添付図面を参照して以下
に詳細に説明する。なお、図解のために、本発明の一実
施形態に係る商用冷凍システムは、単一の蒸発器を備え
た単一のディスプレイケースと、単一の凝縮器と、単一
の圧縮機と、を有するものとして描かれている。しかし
ながら、本発明の趣旨が、各ケースに対して一つ又は複
数の蒸発器を備えた単一又は複数のディスプレイケー
ス，単一又は複式の凝縮器，及び／又は単一又は複数の
圧縮機を有する商用冷凍システムの様々な実施例に適用
できることは、理解されるであろう。
発明の好ましい一実施形態を、添付図面を参照して以下
に詳細に説明する。なお、図解のために、本発明の一実
施形態に係る商用冷凍システムは、単一の蒸発器を備え
た単一のディスプレイケースと、単一の凝縮器と、単一
の圧縮機と、を有するものとして描かれている。しかし
ながら、本発明の趣旨が、各ケースに対して一つ又は複
数の蒸発器を備えた単一又は複数のディスプレイケー
ス，単一又は複式の凝縮器，及び／又は単一又は複数の
圧縮機を有する商用冷凍システムの様々な実施例に適用
できることは、理解されるであろう。
【００１７】図１及び図２を参照して、本発明の物品冷
凍システム１０は、５つの基本要素；すなわち、圧縮機
２０，凝縮器３０，蒸発器４０，膨張装置５０，及び蒸
発器圧力調整装置６０を有し、これら全ては閉冷媒回路
（冷媒を有する冷凍回路）に冷媒ライン１２，１４，１
６及び１８を介して接続されている。しかしながら、本
発明が、更に追加の構成，制御及び付属品を備えた冷凍
システムに適用できることは、理解されるであろう。圧
縮機２０の出口つまり高圧側は、冷媒ライン１２を介し
て凝縮器３０の入口３２に接続している。凝縮器３０の
出口３４は、冷媒ライン１４を介して膨張装置５０の入
口に接続している。膨張器５０の出口は、冷媒ライン１
６を介して、ディスプレイケース１００内に配置される
蒸発器４０の入口４２に接続している。蒸発器４０の出
口４４は、一般的に吸入ラインと呼ばれる冷媒ライン１
８を介して、元の圧縮機２０の吸入口すなわち低圧側へ
接続している。
凍システム１０は、５つの基本要素；すなわち、圧縮機
２０，凝縮器３０，蒸発器４０，膨張装置５０，及び蒸
発器圧力調整装置６０を有し、これら全ては閉冷媒回路
（冷媒を有する冷凍回路）に冷媒ライン１２，１４，１
６及び１８を介して接続されている。しかしながら、本
発明が、更に追加の構成，制御及び付属品を備えた冷凍
システムに適用できることは、理解されるであろう。圧
縮機２０の出口つまり高圧側は、冷媒ライン１２を介し
て凝縮器３０の入口３２に接続している。凝縮器３０の
出口３４は、冷媒ライン１４を介して膨張装置５０の入
口に接続している。膨張器５０の出口は、冷媒ライン１
６を介して、ディスプレイケース１００内に配置される
蒸発器４０の入口４２に接続している。蒸発器４０の出
口４４は、一般的に吸入ラインと呼ばれる冷媒ライン１
８を介して、元の圧縮機２０の吸入口すなわち低圧側へ
接続している。
【００１８】蒸発器４０は、ディスプレイケース１００
内で、物品ディスプレイ領域１２０から下方に離れた場
所にある区画室１１０に配置される。一般的な手法で
は、商品ディスプレイ領域１２０の棚１３０上に配設さ
れる商品を、ディスプレイケース１００に近い店内領域
の周囲温度よりも低い温度に維持するように、空気は、
自然循環又はファン７０手段によって循環され、蒸発器
を通過した後、商品ディスプレイ領域１２０を通過す
る。空気が蒸発器４０を通過する際に、フィン及び管状
の熱交換器コイルの外表面を通過し、熱交換器コイルの
管を通過する冷媒との間で熱交換を行う。
内で、物品ディスプレイ領域１２０から下方に離れた場
所にある区画室１１０に配置される。一般的な手法で
は、商品ディスプレイ領域１２０の棚１３０上に配設さ
れる商品を、ディスプレイケース１００に近い店内領域
の周囲温度よりも低い温度に維持するように、空気は、
自然循環又はファン７０手段によって循環され、蒸発器
を通過した後、商品ディスプレイ領域１２０を通過す
る。空気が蒸発器４０を通過する際に、フィン及び管状
の熱交換器コイルの外表面を通過し、熱交換器コイルの
管を通過する冷媒との間で熱交換を行う。
【００１９】膨張装置５０は、図示されるディスプレイ
ケース１００内の位置に限らず、冷媒ライン１４内の任
意の位置に取り付けても良く、蒸発器４０への液体冷媒
の流れの正確な量を計量するように動作する。一般的な
手法では、蒸発器４０は、液体の冷媒が吸入ライン１８
へ吐出することなく可能な限り液体冷媒で満たされた状
態のときに、最も効率的に機能する。一般的な膨張装置
のあらゆる形式が用いられてもよいが、最も好しくは、
膨張装置５０は、蒸発器４０の出口４４の下流側の吸入
ライン１８を感温するように取り付けられた感温筒５４
のような感温部を備えた感温式膨張弁（ＴＸＶ）５２に
より構成される。感温筒５４は、一般的な毛細ライン５
６を通して元の感温式膨張弁５２に接続している。
ケース１００内の位置に限らず、冷媒ライン１４内の任
意の位置に取り付けても良く、蒸発器４０への液体冷媒
の流れの正確な量を計量するように動作する。一般的な
手法では、蒸発器４０は、液体の冷媒が吸入ライン１８
へ吐出することなく可能な限り液体冷媒で満たされた状
態のときに、最も効率的に機能する。一般的な膨張装置
のあらゆる形式が用いられてもよいが、最も好しくは、
膨張装置５０は、蒸発器４０の出口４４の下流側の吸入
ライン１８を感温するように取り付けられた感温筒５４
のような感温部を備えた感温式膨張弁（ＴＸＶ）５２に
より構成される。感温筒５４は、一般的な毛細ライン５
６を通して元の感温式膨張弁５２に接続している。
【００２０】蒸発器圧力調整装置６０は、最も好ましく
は一般的な蒸発器圧力調整弁（ＥＰＲＶ）により構成さ
れ、吸入ライン１８を通して蒸発器から吐出される冷媒
の流れを調整することによって、蒸発器内の圧力を、予
め設定された望ましい圧力（目標圧力）に維持するよう
に調整する。蒸発器内の圧力を望ましい圧力に維持する
ことによって、蒸発器４０内で液体から気体へ膨張する
冷媒が、蒸発器を通過する特定の冷媒に応じた適切な温
度に維持される。
は一般的な蒸発器圧力調整弁（ＥＰＲＶ）により構成さ
れ、吸入ライン１８を通して蒸発器から吐出される冷媒
の流れを調整することによって、蒸発器内の圧力を、予
め設定された望ましい圧力（目標圧力）に維持するよう
に調整する。蒸発器内の圧力を望ましい圧力に維持する
ことによって、蒸発器４０内で液体から気体へ膨張する
冷媒が、蒸発器を通過する特定の冷媒に応じた適切な温
度に維持される。
【００２１】これら２つのバルブ、つまり、蒸発器４０
内の液の適切なレベルを維持するように動作するＴＸＶ
５２と、蒸発器４０が所望の温度で運転する状態を維持
するように動作するＥＰＲＶ６０と、の動作の組み合わ
せで蒸発器の性能を調整，制御する。そして、各冷媒は
それぞれ特有の温度−圧力曲線を有しているので、ＥＰ
ＲＶ６０を、使用される特定の冷媒に対して予め設定さ
れる最低圧力（目標圧力）に設定することにより、蒸発
器４０の霜の無い運転を供給することが理論的には可能
である。このようにして、冷やされる空間内の湿った空
気と触れる蒸発器４０の全ての外表面が霜形成温度を超
える温度となるように、蒸発器４０内の冷媒温度を効果
的に維持することができる。
内の液の適切なレベルを維持するように動作するＴＸＶ
５２と、蒸発器４０が所望の温度で運転する状態を維持
するように動作するＥＰＲＶ６０と、の動作の組み合わ
せで蒸発器の性能を調整，制御する。そして、各冷媒は
それぞれ特有の温度−圧力曲線を有しているので、ＥＰ
ＲＶ６０を、使用される特定の冷媒に対して予め設定さ
れる最低圧力（目標圧力）に設定することにより、蒸発
器４０の霜の無い運転を供給することが理論的には可能
である。このようにして、冷やされる空間内の湿った空
気と触れる蒸発器４０の全ての外表面が霜形成温度を超
える温度となるように、蒸発器４０内の冷媒温度を効果
的に維持することができる。
【００２２】ミルクや他の日常品を展示するために一般
的に用いられような、中温型の冷凍ディスプレイケース
に対し、商用冷凍分野における一般的な手法では、冷や
された空気が３２°Ｆから４０°Ｆ（０℃から４．４４
℃）の範囲の温度でディスプレイケースの商品室を通し
て循環するように、蒸発器の熱交換器が設定（設計）さ
れるとともに、冷媒温度が約２０°Ｆ（約−６．６７
℃）に維持される。逆に、仮に冷媒温度が蒸発器の熱交
換器の表面上の霜の形成を解消する高い温度、例えば約
２９度（約−１．６７℃）に維持されていると、上記温
度（冷媒温度と冷やされる空気の温度）の差が著しく低
減する。この場合、冷やされる空気を所期の温度範囲に
維持するために、蒸発器の熱交換器の表面積を、低減さ
れた温度分を補うように増加する必要がある。従来の手
法では、このような蒸発器の熱交換器の表面積の増加
が、結果的に達成されてはいるが、望ましくない、蒸発
器の熱交換器による大型化を招く。
的に用いられような、中温型の冷凍ディスプレイケース
に対し、商用冷凍分野における一般的な手法では、冷や
された空気が３２°Ｆから４０°Ｆ（０℃から４．４４
℃）の範囲の温度でディスプレイケースの商品室を通し
て循環するように、蒸発器の熱交換器が設定（設計）さ
れるとともに、冷媒温度が約２０°Ｆ（約−６．６７
℃）に維持される。逆に、仮に冷媒温度が蒸発器の熱交
換器の表面上の霜の形成を解消する高い温度、例えば約
２９度（約−１．６７℃）に維持されていると、上記温
度（冷媒温度と冷やされる空気の温度）の差が著しく低
減する。この場合、冷やされる空気を所期の温度範囲に
維持するために、蒸発器の熱交換器の表面積を、低減さ
れた温度分を補うように増加する必要がある。従来の手
法では、このような蒸発器の熱交換器の表面積の増加
が、結果的に達成されてはいるが、望ましくない、蒸発
器の熱交換器による大型化を招く。
【００２３】本発明では、蒸発器４０は、２７°Ｆから
３２°Ｆ（約−２．７８℃から２．２２℃）の範囲の温
度の冷媒で、循環空気を３２°Ｆから３６°Ｆ（約０℃
から２．２２℃）の範囲の温度に冷やすように設定され
た高効率の熱交換器を有し、これにより、熱交換器コイ
ルが比較的霜の無い状態や少なくとも低い霜形成状態に
維持される。本発明の高効率の蒸発器４０のフィン−チ
ューブ式の熱交換器コイルは、少なくとも５フィン／イ
ンチ、より好ましくは６から１５フィン／インチの比較
的高いフィン密度を有している。商用冷凍の分野で強制
空気蒸発器に用いられる一般的なフィン−チューブ式の
熱交換器コイルは、その特徴として、典型的には４フィ
ン／インチの低いフィン密度を有している。商用冷凍の
分野における一般的な手法では、中温及び低温用の蒸発
器に対して低いフィン密度の熱交換器のみが利用されて
きた。これは、蒸発器の熱交換器の表面の霜の形成を予
期したものであり、要求される除霜運転間の間隔を延ば
すためである。霜が生じると、空気がフィン近傍の隙間
を適切に流れるための適切な空間が、徐々に少なくなっ
ていき、最終的に空間が霜で塞がれてしまう。このよう
な霜形成に起因して、熱交換器の性能が低下するととも
に、冷やされた空気の商品ディスプレイ領域への適切な
流れが阻害され、この結果、除霜サイクルの実行が必要
となる。
３２°Ｆ（約−２．７８℃から２．２２℃）の範囲の温
度の冷媒で、循環空気を３２°Ｆから３６°Ｆ（約０℃
から２．２２℃）の範囲の温度に冷やすように設定され
た高効率の熱交換器を有し、これにより、熱交換器コイ
ルが比較的霜の無い状態や少なくとも低い霜形成状態に
維持される。本発明の高効率の蒸発器４０のフィン−チ
ューブ式の熱交換器コイルは、少なくとも５フィン／イ
ンチ、より好ましくは６から１５フィン／インチの比較
的高いフィン密度を有している。商用冷凍の分野で強制
空気蒸発器に用いられる一般的なフィン−チューブ式の
熱交換器コイルは、その特徴として、典型的には４フィ
ン／インチの低いフィン密度を有している。商用冷凍の
分野における一般的な手法では、中温及び低温用の蒸発
器に対して低いフィン密度の熱交換器のみが利用されて
きた。これは、蒸発器の熱交換器の表面の霜の形成を予
期したものであり、要求される除霜運転間の間隔を延ば
すためである。霜が生じると、空気がフィン近傍の隙間
を適切に流れるための適切な空間が、徐々に少なくなっ
ていき、最終的に空間が霜で塞がれてしまう。このよう
な霜形成に起因して、熱交換器の性能が低下するととも
に、冷やされた空気の商品ディスプレイ領域への適切な
流れが阻害され、この結果、除霜サイクルの実行が必要
となる。
【００２４】本発明の高効率の蒸発器４０の比較的高い
フィン密度の熱交換器コイルは、一般的な商用冷凍用の
低いフィン密度の蒸発器で作動する場合に比して、蒸発
器の出口の空気温度に対する冷媒温度の差が十分に低い
状態で、作動することができる。従って、本発明によれ
ば、霜のない運転が、多くの中温型ディスプレイケース
の適用例に対して可能となる。更に、残りの中温型ディ
スプレイケースの適用例及び低温型ディスプレイケース
の適用例では、完全に霜のない運転はおそらく達成され
ないものの、本発明の適用で除霜の要請が著しく低減さ
れ、これにより、要求される除霜サイクル間の時間を著
しく増加させることができる。
フィン密度の熱交換器コイルは、一般的な商用冷凍用の
低いフィン密度の蒸発器で作動する場合に比して、蒸発
器の出口の空気温度に対する冷媒温度の差が十分に低い
状態で、作動することができる。従って、本発明によれ
ば、霜のない運転が、多くの中温型ディスプレイケース
の適用例に対して可能となる。更に、残りの中温型ディ
スプレイケースの適用例及び低温型ディスプレイケース
の適用例では、完全に霜のない運転はおそらく達成され
ないものの、本発明の適用で除霜の要請が著しく低減さ
れ、これにより、要求される除霜サイクル間の時間を著
しく増加させることができる。
【００２５】また、本発明の高効率の蒸発器の熱交換器
コイルは、同等の熱交換能力の一般的な商用冷凍蒸発器
に比して、大きさ（容積）が更にコンパクト化される。
例えば、ミシガン州のナイルズのタイラー冷凍会社(Tyl
er Refrigeration Corporation of Niles, Michigan)に
より製造されたＬ６Ｄ８型の中温型ディスプレイケース
に対する蒸発器は、２０°Ｆ（−６．６７℃）の冷媒温
度で運転するように設定（設計）されている。これは、
５／８インチの直径の１０列の管を有するとともに２．
１フィン／インチのフィンを有し、約８．７立方フィー
トの容積に約４９５平方フィートの熱交換表面が設けら
れる一般的なデザインのフィン−チューブ式の熱交換器
を有している。Ｌ６Ｄ８型のケースに導入される本発明
の高効率の蒸発器を用いると、ディスプレイケースが本
発明により比較的霜の無い状態で運転された。上記高効
率の蒸発器は２９°Ｆの冷媒温度で運転された。上述し
た一般的な熱交換器に対し、上記高効率の蒸発器の高い
フィン密度を有する熱交換器は、３／８インチの直径の
８列の管を有するとともに１０フィン／インチのフィン
を有し、約４．０立方フィートの容積内に約１０００平
方フィートの熱交換表面積が設けられる。このように、
この適用例では、本発明の高効率の蒸発器は、一般的な
蒸発器の容積の半分しか占有していないにもかかわら
ず、実質的に２倍の熱交換面積を与えている。
コイルは、同等の熱交換能力の一般的な商用冷凍蒸発器
に比して、大きさ（容積）が更にコンパクト化される。
例えば、ミシガン州のナイルズのタイラー冷凍会社(Tyl
er Refrigeration Corporation of Niles, Michigan)に
より製造されたＬ６Ｄ８型の中温型ディスプレイケース
に対する蒸発器は、２０°Ｆ（−６．６７℃）の冷媒温
度で運転するように設定（設計）されている。これは、
５／８インチの直径の１０列の管を有するとともに２．
１フィン／インチのフィンを有し、約８．７立方フィー
トの容積に約４９５平方フィートの熱交換表面が設けら
れる一般的なデザインのフィン−チューブ式の熱交換器
を有している。Ｌ６Ｄ８型のケースに導入される本発明
の高効率の蒸発器を用いると、ディスプレイケースが本
発明により比較的霜の無い状態で運転された。上記高効
率の蒸発器は２９°Ｆの冷媒温度で運転された。上述し
た一般的な熱交換器に対し、上記高効率の蒸発器の高い
フィン密度を有する熱交換器は、３／８インチの直径の
８列の管を有するとともに１０フィン／インチのフィン
を有し、約４．０立方フィートの容積内に約１０００平
方フィートの熱交換表面積が設けられる。このように、
この適用例では、本発明の高効率の蒸発器は、一般的な
蒸発器の容積の半分しか占有していないにもかかわら
ず、実質的に２倍の熱交換面積を与えている。
【００２６】本発明の好ましい実施の形態が説明及び図
示されているが、これ以外の変更等は当業者にとって容
易であろう。すなわち、本発明の範囲は、上記特許請求
の範囲によってのみ限定されるものであり、上述した実
施形態により限定されるものではない。
示されているが、これ以外の変更等は当業者にとって容
易であろう。すなわち、本発明の範囲は、上記特許請求
の範囲によってのみ限定されるものであり、上述した実
施形態により限定されるものではない。
【図１】本発明が適用される商用冷凍システムの概略
図。
図。
【図２】図１に概略的に示される商用冷凍システムの具
体的なレイアウトを示す正面図。
体的なレイアウトを示す正面図。
１０…物品冷凍システム ２０…圧縮機 ３０…凝縮器 ４０…蒸発器 ５０…膨張器（膨張装置） ５２…感温式膨張弁 ６０…蒸発器圧力調整装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユージーン デュアン ダッディス，ジュ ニア. アメリカ合衆国，ニューヨーク，マンリウ ス，ポウリー ドライヴ 4586 (72)発明者 ロバート ホン リュン チャン アメリカ合衆国，ニューヨーク，マンリウ ス，ローリング リッジ ドライヴ 7827
Claims (8)
- 【請求項１】 フィン−チューブ式の熱交換器を有する
蒸発器を備えたディスプレイケースと、圧縮機と、凝縮
器と、上記蒸発器の上流側に配設され、この蒸発器とと
もに動作する膨張装置と、を有し、これら全てが冷凍回
路に接続される中温型の食品陳列冷凍システムにおい
て、 上記蒸発器の下流側に配設され、この蒸発器とともに動
作する蒸発器圧力調整弁を有し、この蒸発器圧力調整弁
が、上記冷媒に対して予め設定された目標圧力に設定さ
れ、上記冷媒が、蒸発器内で少なくとも約２７°Ｆを越
える温度を有し、 上記熱交換器が、少なくとも５フィン／インチのフィン
密度を有することを特徴とする冷凍システム。 - 【請求項２】 上記熱交換器が、６フィン／インチから
１５フィン／インチの範囲のフィン密度を有することを
特徴とする請求項１に記載の冷凍システム。 - 【請求項３】 上記蒸発器圧力調整弁が、上記冷媒に対
して予め設定された目標圧力に設定され、上記冷媒が、
上記蒸発器内で約２７°Ｆから約３２°Ｆの範囲の温度
を有することを特徴とする請求項１に記載の冷凍システ
ム。 - 【請求項４】 上記熱交換器が、６フィン／インチから
１５フィン／インチの範囲のフィン密度を有することを
特徴とする請求項３に記載の冷凍システム。 - 【請求項５】 フィン−チューブ式の熱交換器を有する
蒸発器を備えたディスプレイケースと、圧縮機と、凝縮
器と、上記蒸発器の上流側に配設され、この蒸発器とと
もに動作する膨張装置と、を有し、これら全てが冷媒を
含む冷凍回路に接続される物品陳列冷凍システムを運転
する方法において、 上記冷凍回路の蒸発器の下流側に、この蒸発器とともに
動作する蒸発器圧力調整弁を配設し、 この蒸発器圧力調整弁を、上記冷媒に対して予め設定さ
れた目標圧力に設定し、上記冷媒が上記蒸発器内で約２
５°Ｆから約３２°Ｆの範囲の温度を有し、 上記熱交換器に、少なくとも５フィン／インチのフィン
密度を与えることを特徴とする方法。 - 【請求項６】 上記熱交換器に、６フィン／インチから
１５フィン／インチの範囲のフィン密度を与えることを
特徴とする請求項５に記載の方法。 - 【請求項７】 上記蒸発器圧力調整弁を、上記蒸発器内
で約２７°Ｆから約３２°Ｆの範囲の温度を有する冷媒
に対して予め設定された目標圧力に設定することを特徴
とする請求項５に記載の方法。 - 【請求項８】 上記熱交換器に、６フィン／インチから
１５フィン／インチの範囲のフィン密度を与えることを
特徴とする請求項７に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/573,308 US6311512B1 (en) | 2000-05-18 | 2000-05-18 | Refrigerated merchandiser system |
| US09/573308 | 2000-05-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002022383A true JP2002022383A (ja) | 2002-01-23 |
Family
ID=24291443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001147307A Pending JP2002022383A (ja) | 2000-05-18 | 2001-05-17 | 冷凍システム及び冷凍システムを運転する方法 |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6311512B1 (ja) |
| EP (1) | EP1156288B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002022383A (ja) |
| CN (1) | CN100449230C (ja) |
| AT (1) | ATE346269T1 (ja) |
| AU (1) | AU751244B2 (ja) |
| BR (1) | BR0102029A (ja) |
| CA (1) | CA2345766C (ja) |
| CY (1) | CY1105859T1 (ja) |
| DE (1) | DE60124617T2 (ja) |
| DK (1) | DK1156288T3 (ja) |
| ES (1) | ES2272417T3 (ja) |
| PT (1) | PT1156288E (ja) |
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-
2000
- 2000-05-18 US US09/573,308 patent/US6311512B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-04-30 AT AT01303921T patent/ATE346269T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-04-30 ES ES01303921T patent/ES2272417T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-30 EP EP01303921A patent/EP1156288B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-30 DK DK01303921T patent/DK1156288T3/da active
- 2001-04-30 DE DE60124617T patent/DE60124617T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-30 PT PT01303921T patent/PT1156288E/pt unknown
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