JP2008249186A

JP2008249186A - ショーケース

Info

Publication number: JP2008249186A
Application number: JP2007088065A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kurihara; 弘行栗原; Takashi Ishida; 崇石田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2008-10-16

Abstract

【課題】陳列室内の温度上昇への影響を抑制しつつ、蒸発器の除霜効率の向上を図ることができるショーケースを提供する。
【解決手段】本発明のショーケース１は、蒸発器１５と熱交換した冷気を冷気循環用送風機１９により陳列室１１内に循環して冷却するものであって、冷気循環用送風機１９を駆動する冷気循環用送風機モータ１９Ｍの回転数を制御する制御装置Ｃを備え、該制御装置Ｃは、蒸発器１５の除霜時、冷気循環用送風機モータ１９Ｍの回転数を低下させる。
【選択図】図６

Description

本発明は、蒸発器と熱交換した冷気を冷気循環用送風機により陳列室内に循環して冷却するショーケースであって、特に、除霜運転に関するものである。

従来より、蒸発器と熱交換した冷気を冷気循環用送風機により陳列室内に循環することによる冷却運転を長時間行うと、蒸発器に着霜が生じる。そのため、蒸発器の着霜によって冷却効率の低下を招くため、蒸発器に付着した霜を融解除去する除霜運転が行われている。

従来より用いられている蒸発器の除霜手段としては、蒸発器を直接加熱する電気ヒータや、蒸発器に高温冷媒を流入させる方法や、圧縮機の停止を含む蒸発器への冷媒を供給しない方法や、この蒸発器への冷媒供給停止に加え、庫内循環用の送風機を常時運転する方法などがある。

いずれの場合であっても、除霜手段は、制御装置により、一日の内で予め設定された時刻になる、又は、圧縮機の延べ運転時間が所定時間に達すると、除霜運転開始の除霜開始信号を発し、除霜運転を実行していた。
特開平２−１０１３６８号公報

しかしながら、電気ヒータ、又は、高温冷媒を蒸発器に流入させることによって蒸発器に付着した霜を融解除去する方法において、通常の冷却運転時と同様に冷気循環用の送風機を運転すると、低温に冷却されていた陳列室内に、蒸発器の加熱のために温められた空気が吐出されることとなり、陳列室内の温度が冷却設定温度よりも著しく高くなってしまう問題がある。これにより、陳列室内を所定の冷却温度範囲に維持することができず、冷却保存が必要とされる商品に悪影響を及ぼす問題がある。

他方、電気ヒータ、又は、高温冷媒を蒸発器に流入させることによって蒸発器に付着した霜を融解除去する方法において、冷気循環用の送風機を完全に停止してしまうと、蒸発器が配設される冷気ダクト内の空気が流れなくなるため、蒸発器の除霜効率が低下してしまう問題がある。これにより、除霜運転に必要とされる時間が長期化してしまい、これによっても、陳列室内の温度が外気温度の影響によって上昇してしまう問題がある。

そこで、本発明は従来の技術的課題を解決するためになされたものであり、陳列室内の温度上昇への影響を抑制しつつ、蒸発器の除霜効率の向上を図ることができるショーケースを提供する。

本発明のショーケースは、蒸発器と熱交換した冷気を冷気循環用送風機により陳列室内に循環して冷却するものであって、冷気循環用送風機を駆動する冷気循環用送風機モータの回転数を制御する制御手段を備え、該制御手段は、蒸発器の除霜時、冷気循環用送風機モータの回転数を低下させることを特徴とする。

本発明によれば、蒸発器と熱交換した冷気を冷気循環用送風機により陳列室内に循環して冷却するショーケースにおいて、冷気循環用送風機を駆動する冷気循環用送風機モータの回転数を制御する制御手段を備え、該制御手段は、蒸発器の除霜時、冷気循環用送風機モータの回転数を低下させることにより、除霜時において、冷却されていない空気が陳列室内に循環されて、当該陳列室内の温度が上昇する不都合を抑制しつつ、蒸発器周辺の空気流を形成することにより、蒸発器の除霜効率の向上を実現し、これによって、除霜運転を短時間で終了することが可能となる。

これにより、陳列室内の温度上昇を最小限にとどめることが可能となると共に、除霜時における冷気循環用送風機モータの回転数を低減させることによって、総じて省エネ運転を実現することが可能となる。

次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明を適用した実施例のショーケース１の斜視図、図２は図１のショーケース１の縦断側面図を示している。実施例のショーケース１は、コンビニエンスストアやスーパーマーケットなどの店舗に設置される前面に開口を有するオープンショーケースである。当該ショーケース１内に形成される商品を陳列する陳列室１１内には、冷却領域、又は、加熱領域、若しくは、冷却領域及び加熱領域の双方を構成可能とすることで、冷／温使用が可能なものとされている。

ショーケース１の前面に開口する断面略コ字状の断熱壁３と、その両側に取り付けられる側板４、４によって本体２が構成されている。この断熱壁３の内側には間隔を存して背面及び天面にそれぞれ背面パネル６、天面パネル７が配設され、これら背面パネル６、天面パネル７と断熱壁３間に背方から上方に渡る背面ダクト９が構成されている。

また、背面パネル６の下端には、前方に延在するデッキパン１０が設けられており、これら背面パネル６、天面パネル７及びデッキパン１０の内側に陳列室１１が構成されている。そして、デッキパン１０の下方には背面ダクト９に連通してその一部を構成する下部ダクト１４が構成されている。

背面ダクト９の上端は陳列室１１の前面開口上縁に位置する上部冷気吐出口１６に連通し、下部ダクト１４の前端は陳列室１１の前面開口下縁に位置すると共に、複数のスリットから成る冷気吸込口１７に連通している。また、デッキパン１０の下方の下部ダクト１４内には冷気循環用送風機１９が配設され、陳列室１１後方の背面ダクト９内には後述する圧縮機２６や凝縮器２７と共にの冷凍サイクルを構成する蒸発器１５が縦設されている。

陳列室１１内には棚装置１２が複数段、本実施例では上下に４段架設されている。各棚装置１２は後端に後方に突出する鉤状の爪を有した左右一対のブラケット２０と、このブラケット２０上に差し渡して取り付けられた棚板２１と、この棚板２１の商品載置面の裏側に取り付けられた加温用の電気ヒータ２２（図４に示す）とから構成されている。

そして、陳列室１１内の背面パネル６の前面両側に取り付けられた図示しない棚支柱の係合孔に前記ブラケット２０の爪を係脱自在に係合させることにより、各棚装置１２は陳列室１１内において上下位置（高さ）を変更可能に架設されている。

また、図２において３５は、棚ダクト部材であり、この棚ダクト部材３５内には、前端において斜め前下方に開口する棚下冷気吐出口３７を有する棚ダクト３６が構成されている。また、この棚ダクト３６内には、背面ダクト９側に進退して当該背面ダクト９内を閉塞可能とするためのダンパー部材３９が設けられている。

一方、断熱壁３の下側には機械室２５が構成されており、この機械室２５内には圧縮機２６と、凝縮器２７と、凝縮器用送風機２８等が設置されると共に、電源や制御基板を収納した図示しない電装箱も配設される。

ここで、図３の冷媒回路図を参照して本実施例における冷凍サイクルを構成する冷媒回路４０について説明する。圧縮機２６の吐出側の配管４２には、凝縮器２７が接続されている。そして、この凝縮器２７の出口側には、配管４３を介して減圧装置としての膨張弁４４が接続されている。この膨張弁４４は蒸発器１５に接続され、蒸発器１５の出口側は圧縮機２６に接続されて環状の冷凍サイクルを構成している。

また、断熱壁３の背方には当該断熱壁３の背面と所定の間隔を存して鋼板製の背面板２９が取り付けられており、この背面板２９と断熱壁３間には排気用ダクト３０が構成されている。この排気用ダクト３０の下端は機械室２５の後部に開口して連通すると共に、上端はショーケース１上方に開放している。そのため、凝縮器用送風機２８が運転されることによって、機械室２５内に吸引された外気は、凝縮器２７を通過して熱交換した後、圧縮機２６に吹き付けられて当該圧縮機２６を空冷し、排気用ダクト３０を介して外部に排出される。

なお、３１は機械室２５の前面を開閉自在に閉塞するパネルである。３２は機械室２５内下部に設けられた蒸発皿であり、図示しないドレンホースを介して蒸発器１５からのドレン水（露水や除霜水など）が流入し、貯留されるものである。

次に、図４を参照して本実施例における制御装置Ｃについて説明する。制御装置Ｃは、汎用のマイクロコンピュータにより構成されており、時限手段としてのタイマ５４を内蔵している。そして、各種設定スイッチや表示部などを備えたコントロールパネル４７が接続されている。当該制御装置Ｃの入力側には、庫内温度を検出する庫内温度センサ４８、各棚装置１２の温度を検出する棚センサ４９等が接続されている。

ここで、庫内温度センサ４８は、例えば、ショーケース１の陳列室１１内天井部に設けられており、陳列室１１内の温度である庫内温度を検出するものである。棚センサ４９は、各棚装置１２に設けられて、各棚装置１２の温度である棚温度を検出するものである。

他方、制御装置Ｃの出力側には、圧縮機２６を駆動させる圧縮機モータ２６Ｍと、各棚装置１２に設けられる電気ヒータ２２、冷気循環用送風機１９を駆動させる送風機モータ１９Ｍ、凝縮器用送風機２８を駆動させる送風機モータ２８Ｍ、膨張弁４４等が接続されている。ここで、圧縮機モータ２６Ｍは、インバータ装置４１を介して接続されており、これによって、圧縮機モータ２６Ｍの運転周波数を任意に変更可能とされている。また、電気ヒータ２２は、ヒータ制御部５１を介して接続されており、これによって、各電気ヒータ２２毎に、通電量をデューティー制御などによって変更可能とされている。また、冷気循環用送風機１９の送風機モータ１９Ｍは、チョッパ回路などの駆動回路５２を介して接続されており、これによって、送風機モータ１９Ｍの回転数を任意に変更可能とされている。同様に、凝縮器用送風機２８の送風機モータ２８Ｍは、チョッパ回路などの駆動回路５３を介して接続されており、これによって、送風機モータ２８Ｍの回転数を任意に変更可能とされている。

以上の構成で、ショーケース１の制御動作を説明する。まずはじめに、制御装置Ｃは、コントロールパネル４７による入力設定などに基づき、陳列室１１内全体を冷却領域として冷蔵使用するのか、全体を加熱領域として温蔵使用するのか、陳列室１１内を何れかの棚装置１２に設けられるダンパー部材３９により陳列室１１内を冷却領域と加熱領域とに区画した冷／温使用とするのかを判断する。

陳列室１１内全体を加熱領域として温蔵使用すると判断した場合には、制御装置Ｃは、圧縮機モータ２６Ｍ、凝縮器用送風機２８の送風機モータ２８Ｍ及び冷気循環用送風機１９の送風機モータ１９Ｍの運転を停止すると共に、各棚装置１２にそれぞれ設けられる棚センサ４９により検出される棚温度に基づき各棚装置１２毎の電気ヒータ２２への通電制御を実行する。具体的には、棚センサ４９により検出される棚温度が加温設定温度にディファレンシャル温度を減算した温度以下である場合には、当該棚装置１２の電気ヒータ２２に通電を行い、棚センサ４９により検出される棚温度が加温設定温度にディファレンシャル温度を加算した温度以上である場合には、当該棚装置１２の電気ヒータ２２への通電を停止する。これにより、各棚装置１２上、更には、陳列室１１内を加温設定温度に維持する。

他方、陳列室１１内全体を冷却領域として冷蔵使用すると判断した場合には、制御装置Ｃは、全ての電気ヒータ２２を非通電とすると共に、庫内温度センサ４８が検出する陳列室１１内の温度である庫内温度に基づき、冷却運転を実行する。この冷却運転では、圧縮機２６の圧縮機モータ２６Ｍをインバータ装置４１により制御し、陳列室１１内を冷却設定温度に維持する。本実施例では、この冷却運転において、冷気循環用送風機１９の送風機モータ１９Ｍは、回転数を１５００ｒｐｍとして回転させ、冷気循環を実行する。なお、当該冷却運転時における送風機モータ１９Ｍの回転数は、当該冷気循環用送風機１９が設けられるショーケース１の機種毎に、若しくは、任意に設定可能とされている。

また、陳列室１１内を何れかの棚装置１２により冷却領域と加熱領域とに区画して冷／温使用とする場合には、制御装置Ｃは、コントロールパネル４７による入力設定などに基づき、いずれの棚装置１２の上側を加熱領域とし、下側を冷却領域として使用するかを判断する。

そして、制御装置Ｃは、庫内温度センサ４４が検出する陳列室１１内の温度である庫内温度に基づき冷却運転を実行する。当該冷却運転においても、上記と同様に、インバータ装置４１によって圧縮機２６の圧縮機モータ２６Ｍの運転周波数を制御し、当該棚装置１２の下側の陳列室１１内を所定の設定温度に冷却する。

また、制御装置Ｃは、当該棚装置１２及び該棚装置１２より上方に位置する棚装置１２に設けられる棚センサ４９により検出される棚温度に基づき、当該棚装置１２毎の電気ヒータ２２への通電制御を実行する。これにより、当該棚装置１２の上側に位置する陳列室１１内を加温設定温度に加熱する。

次に、上記各冷却運転及び除霜運転について説明する。上記冷却運転において、圧縮機２６の運転が開始されると、圧縮機２６の吐出側の配管４２から吐出された高温高圧のガス冷媒は、凝縮器２７に流入する。ここで、十分に凝縮液化された冷媒は、制御装置Ｃより膨張弁４４が開閉制御されることから、当該膨張弁４４により減圧された後、蒸発器１５に流入する。そして、背面ダクト９内に配設された蒸発器１５に流入した冷媒は、蒸発し、周囲から熱を奪って冷却作用を発揮する。この蒸発器１５と熱交換した冷気は、背面ダクト９と連通する下部ダクト１４内に配設された冷気循環用送風機１９にて陳列室１１内に循環させ、陳列室１１内を所定の温度に冷却する。そして、蒸発器１５から出た冷媒は、圧縮機２６に帰還する。

このとき、制御装置Ｃは、庫内温度センサ４８の検出出力に基づき、圧縮機２６の圧縮機モータ２６Ｍの運転周波数の制御をインバータ装置４１により行い、陳列室１１内の温度が所定の温度を維持するように冷却する。

一方、上述した如き冷却運転を連続して行うことにより、蒸発器１５に着霜が生じるため、制御装置Ｃは、除霜運転を行う。以下、図５及び図６を参照して説明する。図５は、除霜運転時における冷気循環用送風機モータ１９Ｍの回転数制御のフローチャート、図６は、図５の回転数制御を示すタイミングチャートである。尚、制御装置Ｃは、プルダウン運転の実行中には、除霜運転を行わないため、圧縮機２６のインバータ装置４１によるサーモサイクル運転が開始されていることを条件として除霜運転を行う。

先ず初めに、制御装置Ｃは、ステップＳ１において除霜運転が行われているか否かを判断する。なお、本実施例では、当該除霜運転は、圧縮機２６の圧縮機モータ２６Ｍの運転を停止することにより行うオフサイクルデフロストを実行する。また、除霜運転の開始タイミングは、例えば制御装置Ｃに内蔵されているタイマ５５により、一日の内の設定された時刻になった場合、若しくは、圧縮機２６の圧縮機モータ２６Ｍの積算運転時間が所定時間となった場合とする。除霜運転の終了タイミングは、例えば制御装置Ｃに内蔵されているタイマ５５により、除霜運転開始から所定時間経過した場合、若しくは、蒸発器２７に設けられている蒸発器温度が所定の温度以上となった場合とする。ただし、これら除霜運転の開始タイミング及び終了タイミングは、これに限定されるものではない。

制御装置Ｃは、ステップＳ１において現在除霜運転が行われていると判断した場合には、ステップＳ２に進み、上記冷却運転では、所定の高回転数、本実施例では、１５００ｒｐｍの回転数で運転していた冷気循環用送風機１９の送風機モータ１９Ｍを所定の低回転数（前記所定の高回転数よりも所定値だけ本実施例では２００ｒｐｍ低い低回転数）、本実施例では１３００ｒｐｍの回転数として回転させる。

他方、制御装置Ｃは、ステップＳ１において、現在除霜運転が行われていないと判断した場合には、ステップＳ３に進み、冷気循環用送風機１９の送風機モータ１９Ｍを所定の高回転数、本実施例では、１５００ｒｐｍの回転数で回転させる。

その後、制御装置Ｃは、上記各ステップＳ２及びステップＳ３において送風機モータ１９Ｍの回転数を上記各回転数（所定の高回転数又は低回転数）に設定した後、ステップＳ４に進み、現在除霜運転終了後の送風機遅延運転時間であるか否かを判断する。本実施例では、除霜運転が終了した後、一定時間は、送風機遅延運転時間として、圧縮機２６の圧縮機モータ２６Ｍの運転を停止した状態を維持したまま、冷気循環用送風機１９の送風機モータ１９Ｍのみを回転させる制御を行う。

ステップＳ４において、制御装置Ｃが、現在除霜運転終了後の送風機遅延時間であると判断した場合には、ステップＳ５に進み、冷気循環用送風機１９の送風機モータ１９Ｍを所定の低回転数、本実施例では、１３００ｒｐｍの回転数で回転させる。他方、現在除霜運転終了後の送風機遅延時間でないと判断した場合には、ステップＳ１に戻り、以後、同様に制御を実行する。

そのため、図６に示す如く通常の冷却運転が行われている場合には、冷気循環用送風機１９の送風機モータ１９Ｍは、所定の高回転数である１５００ｒｐｍにより回転を行い、除霜運転の開始に伴い、冷気循環用送風機１９の送風機モータ１９Ｍを所定の低回転数である１３００ｒｐｍにまで回転数を低下させて回転制御を行う。

これにより、除霜運転時において、蒸発器５が冷却作用の発揮を停止することで、背面ダクト９及び下部ダクト１４内の空気温度が上昇していくが、これに伴って、冷気循環用送風機１９の送風機モータ１９Ｍの回転数を低下させた運転を実行することにより、冷却されていない空気が陳列室１１内に循環されて、当該陳列室１１内の温度が上昇する不都合を抑制しつつ、蒸発器５周辺の空気流を形成することにより、蒸発器５の除霜効率の向上を実現し、これによって、除霜運転を短時間で終了することが可能となる。

また、当該冷気循環用送風機１９の運転が回転数を低下させた状態で行われているため、陳列室１１の前面開口にエアーカーテンを形成することができるため、外気が陳列室１１内に進入することにより、陳列室１１内温度の上昇を促進させる不都合を抑制することが可能となる。

これにより、陳列室１１内の温度上昇を最小限にとどめることが可能となると共に、除霜時における冷気循環用送風機モータ１９Ｍの回転数を低下させることによって、総じて省エネ運転を実現することが可能となる。

なお、本実施例では、上述した如き除霜運転が終了した後、送風機遅延運転時間として、圧縮機２６の圧縮機モータ２６Ｍの運転を停止した状態を維持したまま、冷気循環用送風機１９の送風機モータ１９Ｍを除霜運転の場合と同様に低回転数として回転させる制御を実行することにより、除霜運転終了直後の冷やされていない空気が高回転数として回転される冷気循環用送風機１９により陳列室１１内に吐出される不都合を回避することが可能となる。

従って、冷却効率の低い除霜運転終了直後の冷気循環用送風機１９の回転数を低下させることにより、省エネ運転を実現することが可能となる。

なお、本実施例では、ショーケース１を例に挙げて説明してるが、これに限定されるものではなく、冷蔵庫やプレハブ冷蔵庫など、蒸発器に着霜が生じる冷熱機器であれば、本発明が有効となる。

本発明を適用したショーケースの斜視図である。図１のショーケースの縦断側面図である。冷媒回路図である。制御装置の電気ブロック図である。除霜時における冷気循環用送風機の回転数制御を示すフローチャートである。図５の回転数制御を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１ショーケース
９背面ダクト
１１陳列室
１４下部ダクト
１５蒸発器
１６上部冷気吐出口
１７冷気吸込口
１９冷気循環用送風機
１９Ｍ送風機モータ
２２電気ヒータ
２５機械室
２６圧縮機
２７凝縮器
２８凝縮器用送風機
４０冷媒回路
４１インバータ装置
４４膨張弁
４８庫内温度センサ
４９棚センサ
５２、５３駆動回路
５４タイマ

Claims

蒸発器と熱交換した冷気を冷気循環用送風機により陳列室内に循環して冷却するショーケースにおいて、
前記冷気循環用送風機を駆動する冷気循環用送風機モータの回転数を制御する制御手段を備え、
該制御手段は、前記蒸発器の除霜時、前記冷気循環用送風機モータの回転数を低下させることを特徴とするショーケース。