JP2008190825A - 店舗の空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】店内売場に設置したショーケース前方の通路床面に生成したコールドアイルから回収した低温空気を冷房熱源として有効活用することで、コールドアイルの解消，店内環境の快適性改善と併せて店内に設置した空調機の空調負荷を低減し、トータル的に省エネ化が図れるように改良した店舗の空調システムを提供する。
【解決手段】店内売場の通路に面して冷凍・冷蔵オープンショーケース５を設置した店舗の空調システムであって、前記ショーケースからの冷気漏れによりショーケース前方の通路床面に滞留するコールドアイル（冷気溜まり）７を吸込ダクト９を通じてデシカント空調機８に送り込み、該空調機で除湿，調温処理した空気を分配給気ダクト１０，空気吹出口１０ａを通じて天井からショーケース前方の通路に向けて吹き出すようにしたものにおいて、吸込ダクト９を空調機８の手前で分岐し、吸込ダクトから分岐ダクト１５に分流した低温空気を冷房熱源として店舗の売場ないしバックヤードの空間に直接放流する。
【選択図】図１

Description

本発明は、スーパーマーケットなどに適用する店舗の空調システムに関する。

昨今のスーパーマーケット業界では快適な売場環境づくりが重要視されており、この問題に対処して店内の売場に設置した冷凍・冷蔵オープンショーケースからの冷気漏れに起因するコールドアイルを解消して売場環境の快適性を改善し、併せてショーケースの消費電力節減化を図るようにした各種方式の空調システムが開発，提案されている。

すなわち、スーパーマーケットには店内売場の通路に面して冷凍，生鮮食品を展示販売する冷凍・冷蔵オープンショーケースを配置していることから、このショーケースの前面開口部からの冷気漏れによりショーケース前方の通路床面上にコールドアイルと呼ばれる冷気溜まり（以下「コールドアイル」と呼称する）が発生し、このコールドアイルが客の足元を冷やしたり店内に上下(頭上と足元)の温度差が生じて客に不快感を与える。また、店内空気の湿度が高いとショーケースの冷却器の着霜量が増して保冷性能が低下するほか、除霜を頻繁に行うためにショーケースの消費電力が増大するといった問題がある。

そこで、このような問題の対策として、店舗には店内を冷房，暖房する一般的な空調機とは別に、除湿，温調，換気機能を備えた専用の空調機（例えば、デシカント空調機）を設備して売場の天井側から回収した空気を前記空調機に送り込み、ここで除湿，調温した処理済み空気（中温の乾燥空気）をショーケースのベース部からその前方の通路床面に滞留しているコールドアイル(冷気溜まり)に向けて吹き出すことにより、コールドアイルの解消，並びに売場空間の空気湿度を低めてショーケースの消費電力節減を図るようにした空調システムが知られている（例えば、非特許文献１，特許文献１参照）。

また、店内環境の快適性をより一層高めるために、前記した空調システムの送風方式とは逆にショーケース前方の通路に生じたコールドアイルの冷気溜まり（温度１５℃程度の低温空気）を吸込ダクトより回収して除湿，温調，換気機能を備えた空調機に送り込み、この空調機で除湿，調温処理した中温空気を売場の天井からショーケース前方の通路に向け吹き出してコールドアイルを解消するようにした送風方式の空調システムも知られている（例えば、特許文献２参照）。この送風方式は空調機で除湿，調温した処理済み空気（換気用の外気と売場通路のコールドアイルから回収した冷気との混合空気）を天井側から吹き出すようにしたので、コールドアイルの解消，店内空気の除湿と併せて、売場空間の上下温度差を低めて店内環境の快適性をより一層改善できる。

次に、店舗（スーパーマーケット）の売場に設備した前記空調システムの従来構成を図７に示す。

図７において、１は店舗内の売場、１ａは売場１の天井、２は売場１に隣接するバックヤード（厨房など）、３は出入口、４はレジ（精算台）、５は店内売場の通路に面して壁側に設置した冷凍，生鮮食品を展示する冷凍・冷蔵オープンショーケース、６は店内の売場１に配備した通常の冷暖房用の空調機（例えば、パッケージ型エアコン）である。

また、前記ショーケース５からの漏れ冷気に起因してショーケース前方の通路床面に滞留するコールドアイル（冷気溜まり）７を解消するための空調システムとして、前記の空調機(エアコン)６とは別に店舗には除湿，温調，換気機能を備えたデシカント空調機８を設備している。そして、このデシカント空調機８とショーケース５のベース部との間に吸込ダクト９を配管するとともに、その吸込口９ａをショーケース前方の通路に向けて開口し、吸込ダクト９を通じて回収したコールドアイル７の冷気溜まりをデシカント空調機８に送り込むようにしている。また、デシカント空調機８と売場１の天井１ａとの間には給気分配ダクト１０を配管し、該ダクトに接続した空気吹出口１０ａを通じてデシカント空調機８から送気された除湿，調温処理済みの空気をショーケース５の前方通路に向けて天井から下向きに吹き出すようにしている。なお、図示してないが、前記の吸込ダクト９，給気分配ダクト１０は店内売場１の通路に沿って並置した各ショーケース５と個々に対応して配管されている。

ここで、前記デシカント空調機８の構成，原理は周知であり、機内には除湿ロータ処理空気の相対湿度を高めるプリクーラ、除湿に伴う吸着熱で上昇した空気（除湿ロータを通過した処理空気は吸着熱で空気温度が倍程度（３０℃→６０℃）に昇温する）を除熱するの顕熱ロータないし冷却器（アフタークーラー）、除湿ロータに送り込む再生空気の相対湿度を低める加熱器（再生ヒータ）、および送風機を内蔵しており、前記の吸込ダクト９を通じてショーケース前方の床面に滞留している冷気溜まり（１５℃程度）から回収した空気を換気用の外気と混合して除湿，調温（例えば、２５〜３０℃程度の中温）した上で、給気分配ダクト１０，空気吹出口１０ａを通じて売場１の天井１ａからショーケース前方の通路床面に向けて給気気流１１を吹き出すようにしている。

また、図示の店舗には売場１とバックヤード２との間には導風ダクト１２，送風機１３を設備しており、バックヤード２で惣菜などの調理（加熱調理）作業を行っている状況では空調（冷房）されている売場１の空間から取り込んだ空気をバックヤード２に送気してバックヤードの作業環境を改善するようにしている。なお、１４は、バックヤード２に外気を導風する換気用の送風機である。

上記の空調システムにより、ショーケース５の保冷運転中にショーケース前方の通路床面上に生じたコールドアイル（冷気溜まり）７は、吸込口９ａ，吸込ダクト９を通じてデシカント空調機８に導入されて除湿，調温処理され、中温の乾燥空気となって天井側の給気分配ダクト１０，空気吹出口１０ａを通じてショーケース前方の通路に向け下向きに吹き出される。これにより、コールドアイルを解消して売場環境の快適性を改善し、併せて店内空気の湿度を低めてショーケースの消費電力節減化が図れる。
"デシカント空調システム"、［online］、[平成１９年１月３０日検索]、インターネット、＜ＵＲＬ：http://www.sankisystem.com/syohin/syohin2/desiccant.html＞ 特開２００２−２２２４１号公報（図２） 特開平５−２３１６９９号公報（図１）

ところで、前記した従来の空調システムでは次記のような課題を残す。すなわち、中規模以上のスーパーマーケットでは売場に設置する冷凍・冷蔵オープンショーケースの台数が多く、例えば３５０坪の標準的なスーパーマーケットではでは、稼働中のショーケースから店内通路側に漏れ出る冷気量は熱量に換算して７０，０００kcal/hにもなり、これは３０ＨＰの空調機（エアコン）で処理する冷房能力に相当する。

かかる点、図７に示した従来の空調システムでは、売場１の通路に滞留している冷気溜まり（コールドアイル）から回収した低温（ショーケースの種類によってことなるが、一般には１５℃程度）の空気を全てデシカント空調機８に送り込んで除湿処理した換気用の外気と混合し、２５〜３０℃程度の中温空気として売場１の通路に向けて天井側から吹き出すようにしている。

このために、店内売場を冷房空調している夏期，春，秋の中間期では、先記した専用のデシカント空調機８から給気分配ダクト１０を経由して店内売場１に吹き出すコールドアイル解消用の空気流１１（中温空気）の熱によって店内を冷房している一般の空調機６の空調負荷が増え、その結果として空調機６消費電力が増加してしまう問題がある。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、店内売場に設置したショーケース前方の通路床面に生成したコールドアイルからから吸込ダクトを通じて回収した低温空気を冷房熱源として有効活用することで、コールドアイルの解消，店内環境の快適性改善と併せて店内に設置した冷房用空調機の空調負荷を低減し、トータル的に省エネ化が図れるように改良した店舗の空調システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、店内売場の通路に面して冷凍・冷蔵オープンショーケースを設置した店舗の空調システムであって、前記オープンショーケースからの冷気漏れによりショーケース前方の通路床面に滞留する冷気溜まり（コールドアイル）を吸込ダクトを通じて専用の空調機に送り込み、該空調機で除湿，調温処理した空気を売場の天井からショーケース前方の通路に向けて吹き出すようにしたものにおいて、
前記吸込ダクトを空調機の手前で分岐し、吸込ダクトから分岐ダクトに分流した低温空気を冷房熱源として店舗の売場ないしバックヤードの空間に向けて直接放流するものとし（請求項１）、具体的には次記態様で構成する。
（１）前記の専用空調機が除湿，調温，換気機能を有するデシカント空調機であり、該デシカント空調機に取り込んだ換気用の外気と吸込ダクトを通じて売場通路の床面から回収した空気を混合して調温した上でショーケース前方の通路に向けて天井から吹き出すようにする（請求項２）。
（２）前記の専用空調機に通じる吸込ダクトの吸込口を店内売場の通路床面に向けてショーケースのベース部に配置し、この吸込口を通じて通路床面に滞留する冷気溜まりを吸い込み回収するようにする（請求項３）。
（３）前記の分岐ダクトに除塵用のエアフィルタ，送風機，および風量調整弁を備え、該風量調整弁の制御により吸込ダクトから分岐ダクトを経由して売場，バックヤードに放流する空気を除塵した上でその放流風量を調整する（請求項４）。
（４）前記の分岐ダクトを通じて売場ないしバックヤードに放流する風量を、専用の空調機を経由して売場に吹き出す空気の気流温度に相応して調整制御し、吸込ダクトから専用の空調機（デシカント空調機）に送り込む風量と、分岐ダクトを経由して売場，バックヤードに冷房熱源として放流する空気風量との配分適正化を図るようにする（請求項５）。

上記構成の空調システムによれば、従来の空調システムと同様に専用の空調機(デシカント空調機)によるコールドアイルの解消機能を確保しつつ、専用空調機の吸込ダクトを通じてショーケース前方の通路床面から回収した低温空気(冷気溜まり)の一部を店内の冷房熱源として有効活用することが可能となり、これにより夏期，中間期における売場空間の空調負荷を低減し、店内に設備した空調機（冷暖房用エアコン）の消費電力を節減してトータル的に省エネ化が図れる。また、売場に隣接するバックヤードで調理などを行っている時間帯には、前記吸込ダクトを通じて売場通路の冷気溜まりから回収した低温空気の一部を分岐ダクトを経由してバックヤードに放流することで、バックヤードの環境快適性を改善できる。

さらに、前記の分岐ダクトに風量調整弁を備え、該分岐ダクトを経て売場ないしバックヤードに放流する低温空気（冷房熱源）の風量を、専用の空調機（デシカント空調機）を経由して売場に吹き出すコールドアイル解消用空気の気流温度に相応して調整制御することにより、吸込ダクトから専用の空調機（デシカント空調機）に導入する風量と分岐ダクトを経由して売場，バックヤードに放流する低温空気の風量との配分をそのときの店内空調，ショーケースの運転状態に応じて適正化し、これによりコールドアイルの解消機能を優先的に確保しつつ、店内売場の空調（冷房），ショーケースの運転状態に応じて余剰となる低温空気を冷房熱源として有効活用し、店内に設置した一般の空調機の消費電力を節減して省エネ化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図５に示す実施例に基づいて説明する。なお、図１は店舗に設備した空調システムの構成，配置図、図２〜図４は図１の売場天井側に配管した給気分配ダクト，空気吹出口に採用した実施例の構造図であり、図中で図７に表した従来システムとの対応部材には同じ符号を付している。

まず、図１において、店舗に設備した空調システムは基本的に図７に示した従来の空調システムと同様であるが、図７の配管構造に加えて、デシカント空調機８より手前側で吸込ダクト９を分岐し、その分岐ダクト１５の先をさらにダクト１５ａ，１５ｂに分岐させた上で、ダクト１５ａ，１５ｂの空気吹出口をそれぞれ売場１に設置した冷暖房用空調機（通常のエアコン）の近傍位置，およびバックヤード２に向けてその天井に開口している。また、分岐ダクト１５には送風機１６，除塵用のエアフィルタ１７を配し、さらに吸込ダクト９を通じて冷凍・冷蔵オープンショーケース４の前方通路から回収したコールドアイル７の冷気風量をデシカント空調機８と分岐ダクト１５とに配分する風量調整弁１８を備えている。なお、１９は分岐ダクト１５の送風空気をダクト１５ａと１５ｂに配分するエアダンパである。

また、図示実施例の空調システムには、デシカント空調機８から引出した給気分配ダクト１０の空気吹出口１０ａに配した温度センサ２０、および該温度センサ２０で検出した吹き出し気流温度を基に、風量調整弁１８の弁開度を変えてデシカント空調機８に導入する風量と分岐ダクト１５に導風する風量の配分を調整する制御器２１を備えている。

上記の構成で、店舗の営業時間帯には、店内に設置した空調機６を運転して売場空間を空調（例えば、冷房）している。また、保冷運転中のショーケース５からの漏れ冷気によりショーケース前方の通路床面に生成，滞留するコールドアイル７は、図７の従来システムと同様に、ショーケース５のベース部に開口する吸込口９ａより吸込ダクト９を通じてデシカント空調機８に導風し、ここで除湿，調温された処理空気（中温の乾燥空気）を給気分配ダクト１０の空気吹出口１０ａを通じて天井１ａから吹き出すことより緩和するようにしている。さらに、バックヤード２で調理などの作業している場合には、売場１の空調機６で空調（冷房）された空気を導風ダクト１２を経てバックヤード２に給気し、その室内環境の快適性を改善するようにしている。

ところで、空調機６により売場空間が快適な環境温度に空調され、またデシカント空調機８からの吹き出し空気でショーケース５の前方通路に生成するコールドアイル７も緩和されている店内の空調状態で、デシカント空調機８に取り込む外気の気温上昇，ショーケースの保冷運転から除霜への切換えなどに伴い、デシカント空調機８から給気分配ダクト１０，空気吹出口１０ａを通じて売場通路に向けて吹き出す給気気流１１の気流温度が高くなると、給気気流１１の保有熱が店内に広がって空調機６の空調負荷が増加し、このままでは店内を冷房する空調機６の消費電力が多くなる。

かかる点、図示実施例では空気吹出口１０ａに配した温度センサ２０で給気気流１１の温度を監視しており、その気流温度があらかじめ設定した閾値以上になった際には制御器２１からの指令により、吸込ダクト９からデシカント空調機８に通じる導風路を絞るとともに分岐ダクト１５を開放するよう風量調整弁１８を操作制御し、同時に送風機１９を始動してショーケース前方の通路床面から回収した低温空気の一部をデシカント空調機８を経由せずに直接分岐ダクト１５，１５ａを通じて売場１の空間に放流する。これにより、分岐ダクト１５、１５ａを通じて放流する低温空気が店内の空調機６の空調負荷を下げる。つまり、コールドアイル７の空気溜まりから回収した低温空気の余剰分を冷房熱源として有効活用し、店内に設置した空調機６の省エネ化を図ることができる。なお、風量調整弁１８を経て吸込ダクト９からデシカント空調機８に送り込む風量と分岐ダクト１５に流す風量の配分比率は、空気吹出口１０を通流する給気気流１１の温度に相応して調整する。

またこの場合に、売場１に隣接するバックヤード２で例えば惣菜を加熱調理している状態であれば、分岐ダクト１５に設けたエアダンパ１９をバックヤード側に切換えてコールドアイル７から回収した低温空気をバックヤード２に放流することで、その作業環境の快適性を改善させることもできる。

次に、前記空調システムの配管に採用する給気分配ダクト１０および空気吹出口１０ａの好ましい実施例を図２〜図５に示す。なお、この実施例の構造は本発明と同一出願人より特願２００６−１８５０８１として先に提案されている。

すなわち、図１に示した空気吹出口１０ａを通じて売場１の天井１ａからショーケース前方の通路に向けて吹き出す給気気流１１は、吹き出し風速が大きいと客に風が当たって不快感を与えることからできるだけ微風速で吹き出し、しかも通路の床面上に滞留しているコールドアイル７を解消するためには、流下する気流１１の乱れをできるだけ抑えて通路の床面まで到達するようにすることが望まれる。

そこで、図２に示す構造の空気吹出口１０ａには、相対する長方形の内壁面の内側の２枚の仕切板１０ａ−１を配して中央の主流路とその両側の副流路とに仕切るとともに、仕切板１０ａ−１の上端部を内側に「く」字状に折り曲げて副流路の流入側断面積が主流路より大きくなるように構成している。なお、１０ｂは空気吹出口１０ａと給気分配ダクト１０との連結部に介挿したチャンバーボックスである。

上記の吹出口構造により、給気分配ダクト１０から空気吹出口１０ａを通じて下向きに吹き出る給気気流１１は、吹出口の中央を流下する主流とその両側に吹き出る副流とからなる。なお、前記副流の流速は主流よりも大きく、例えば２〜４倍の風速となるように仕切板１０ａ−１で主流路，副流路を設定しておく。

これにより、主流と副流との間の境界のせん断層に小規模な渦列が生成し、この渦列が下流に向って成長しようとするが、主流の両側には高速の副流が存在して主流から副流に向う逆向きの渦を生じさせる。そのため、主流の小規模な渦列の成長が弱まって大規模渦の生成が抑制されて、大規模渦の拡散・混合に起因する周囲空気の巻き込みが減少する。その結果、空気吹出口１０ａから吹き出す給気気流１１は、流下途中での乱れが低く抑えられて通路の床面に達し、コールドアイル７を有効に緩和する。また、この給気気流１１がその近傍に並ぶオープンショーケース４の庫内側に形成される冷気エアカーテンに干渉することも防げる。

また、図３に示す空気吹出口１０ａは、図２で述べた仕切板１０ａ−１に加えて吹出口の開口端に中央の主流路に向けて風向板１０ａ−２を形成している。これにより、主流路の開口面付近で主流１１ａに向けて両側かほぼ直角方向に副流１１ｂが高速で吹き付けられる。そのために、気流のせん断層の不安定性が抑え込まれて小規模な渦列の成長，大規模渦の発生が抑制されて周囲からの外気の巻き込みが減少する。

さらに、図４に示すように、空気吹出口１０ａにおける仕切板１０a−１によって形成された中央の主流路１１ａとその外側の副流路１１ｂの流路幅の関係を、主流路幅Ｌｍと全流路幅Ｌとの比が０．１〜０．８になるようにすると、主流路１１ａの流速が、副流路１１ｂに比べて大きくなる。そのため、空気吹出口１０ａの直後では中央部の圧力がその外側に比べて小さくなり、吹出口直後の流れが、中央部に流れ込む縮流を生じ気流の拡散を抑制することができ、また、吹き出す気流の到達距離を延ばすことができる。

次に、前記の空気吹出口１０ａと給気分配ダクト１０との連結箇所に介挿したチャンバーボックス１０ｂについての構造を図５（ａ）〜（ｃ）に示す。すなわち、チャンバーボックス１０ｂは外形が図示のような台形形状をなし、給気分配ダクト１０から長方形断面の空気吹出口１０ａに向けて通路断面が傾斜拡大するように形成されている。これにより、給気分配ダクト１０から吹き出た空気流はチャンバーボックス１０ｂの中を図示矢印で表すように流れ、大きな偏り，風損を生じることなしに空気吹出口１０ａの全域へ空気をほぼ均等に導風させることができる。

また、前記のチャンバーボックス１０ｂに改良の手を加えてして給気分配ダクト１０に接続した配管構造を図６に示す。図６の配管構造では給気分配ダクト１０とチャンバーボックス１０ｂとの間に円弧状のベンド１０ｃを介挿し、このベンド１０ｃを介して給気分配ダクト１０の中を横向きに送風されて来た空気流を下向きに方向転換した上で、チャンバーボックス１０ｂを経て空気吹出口１０ａより給気気流１１（図１（ｂ）参照）を吹き出すようにしている。

ここで、ベンド１０ｃの内部には、ベンドの曲率に合わせて整流板を兼ねたベンド区画板１０ｃ−１を設けている。さらに、チャンバーボックス１０ｂの内部における断面拡大部には、パンチドメタル，あるいは網などの多孔均流板１０ｂ−１を敷設している。

上記構造により、給気分配ダクト１０からチャンバーボックス１０ｂに移行するベンド１０ｃではその内方を通過する風量の偏りを抑制し、ここからチャンバーボックス１０ｂに流入して多孔均流板１０ｂ−１を透過した空気流は風量分布が均等化されて空気吹出口１０ａに達するようになる。

したがって、上記のチャンバーボックス１０ｂに図２，図３、図４で述べた空気吹出口１０ａを組み合わせた配管構造を図１で述べた空調システムに採用することにより、店内売場１の天井１ａから通路に向けて吹き出す給気気流１１を微速にして客に不快感を与えることなしに、通路の床面上に滞留しているコールドアイル７を効果的に緩和させることができる。

本発明の実施例による空調システムの構成，配置図 図１の空調システムに適用する空気吹出口の模式構造図 図２と異なる空気吹出口の模式構造図 図２および図３と異なる空気吹出口の模式構造図 図２ないし図４の空気吹出口と給気分配ダクトとの間に介挿したチャンバーボックス模式構造図で、（ａ）は外形斜視図、（ｂ），（ｃ）はそれぞれ（ａ）の正面図、および側面図 図５のチャンバーボックスと給気分配ダクトとの間にベンドを追加した実施例の模式構造で、（ａ），（ｂ）はそれぞれ正面図および側面図 店舗に設備した従来の空調システムの構成，配置図

符号の説明

１ 店舗の売場
２ バックヤード
５ 冷凍・冷蔵オープンショーケース
６ 店内設置の冷房，暖房用空調機（エアコン）
７ コールドアイル（冷気溜まり）
８ デシカント空調機
９ 吸込ダクト
９ａ 吸込口
１０ 給気分配ダクト
１０ａ 空気吹出口
１１ 給気気流
１５ 分岐ダクト
１６ 分岐ダクトの送風機
１７ エアフィルタ
１８ 風量調整弁
２０ 温度センサ
２１ 制御器

Claims (5)

1. 店内売場の通路に面して冷凍・冷蔵オープンショーケースを設置した店舗の空調システムであって、前記オープンショーケースからの冷気漏れによりショーケース前方の通路床面に滞留する冷気溜まりを吸込ダクトを通じて専用の空調機に送り込み、該空調機で除湿，調温処理した空気を売場の天井からショーケース前方の通路に向けて吹き出すようにしたものにおいて、
   前記吸込ダクトを空調機の手前で分岐し、吸込ダクトから分岐ダクトに分流する低温空気を冷房熱源として店舗の売場ないしバックヤードの空間に向けて直接放流するようにしたことを特徴とする店舗の空調システム。
2. 請求項１に記載の空調システムにおいて、専用の空調機が除湿，調温，換気機能を有するデシカント空調機であり、該デシカント空調機に取り込んだ換気用の外気と吸込ダクトを通じて売場通路の床面から回収した空気を混合した上でショーケース前方の通路に向けて天井から吹き出すようにしたことを特徴とする店舗の空調システム。
3. 請求項１または２に記載の空調システムにおいて、専用の空調機に通じる吸込ダクトの吸込口を店内売場の通路床面に向けてショーケースのベース部に配置したことを特徴とする店舗の空調システム。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の空調システムにおいて、分岐ダクトにエアフィルタ，送風機，および風量調整弁を備えたことを特徴とする店舗の空調システム。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の空調システムにおいて、分岐ダクトを通じて売場ないしバックヤードに放流する風量を、専用の空調機を経由して売場に吹き出す空気の気流温度を基に調整制御することを特徴とする店舗の空調システム。

Images