JP2014163627A - オープンショーケース - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のオープンショーケース100は、低段側圧縮機1と、低段側圧縮機1から吐出された冷媒と周囲空気との熱交換を行う補助放熱器2と、補助放熱器2で熱交換を行った冷媒を圧縮する高段側圧縮機3と、高段側圧縮機3から吐出された冷媒と周囲空気との熱交換を行う高段側放熱器4と、冷媒を減圧する減圧装置と、冷媒を蒸発させる冷却器(蒸発器6)とを有し、周囲空気の温度が想定される下限温度になる低周囲温度条件において補助放熱器2の冷媒流出口で冷媒が飽和ガス状態になる補助放熱器2の放熱量と高段側放熱器4の放熱量との合計放熱量に対する補助放熱器2の放熱量の割合の理論上の値である低温時理論放熱量割合に基づいて、補助放熱器2と高段側放熱器4とが構成されている。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の実施の形態1のオープンショーケースの主要な構成の概略を示す図である。図1に示す本実施の形態1のオープンショーケース100は、例えばスーパーマーケットやコンビニエンスストア等に設置され、飲料品や食品等の物品を貯蔵陳列する開放型のオープンショーケースである。このオープンショーケース100は、冷却装置として、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置を備えている。
COP=冷凍能力/(高段側圧縮機3の入力+低段側圧縮機1の入力) ・・・(1)
次に、補助放熱器2の放熱量について考察する。最適中間圧を目標として高段側圧縮機3の容量制御を行う場合において、エアカーテンから漏れた冷気を補助放熱器2による放熱に利用できない場合には、最適中間圧における冷媒の飽和温度(すなわち、低段側凝縮温度)は、補助放熱器2の周囲空気温度よりも低くなる。補助放熱器2は周囲に熱を放熱する放熱器であるため、低段側圧縮機1から吐出された冷媒は、補助放熱器2で周囲空気と熱交換しても、最大でも周囲空気温度までしか温度が下がらない。また、低段側凝縮温度が周囲空気温度よりも低い場合と高い場合とでは、同じ吐出温度の冷媒を補助放熱器2で同じ周囲空気温度まで下げるにあたっても、その放熱量は異なったものとなる。
図7は、補助放熱器2の放熱量とCOPとの関係を説明する図である。図7においては、二段サイクルのモリエル線図を示している。図7(1)は、補助放熱器2での放熱量をQsub1にした場合を示し、図7(2)は、補助放熱器2での放熱量をQsub2(Qsub1<Qsub2)にした場合を示す。図7に示すように、冷凍能力が一定とすると、θh1<θh2となるため、補助放熱器2での放熱量をQsub2にした方が、Qsub1とした場合に比べて、高段側圧縮機3の入力(エンタルピ差)を少なくすることができる(WH1>WH2)。すなわち、高段側圧縮機3の吸入温度が低ければ同じ昇圧量でも圧縮機動力は少なくなる。このように、補助放熱器2の放熱量が小さい場合(Qsub1)に比べて、補助放熱器2の放熱量が大きい場合(Qsub2)の方が、高段側圧縮機3の入力を小さくすることができる。
図8は、本発明の実施の形態1のオープンショーケース100の一体型放熱器7の放熱量を説明するモリエル線図である。一体型放熱器7の放熱量QALLは、次の(2)式に示すように、高段側放熱器4の放熱量Qchと、補助放熱器2の放熱量Qsubとを合計した量となる。
補助放熱器2の放熱量Qsubを所要放熱量とすると、この所要放熱量Qsubと一体型放熱器7全体の放熱量QALLとの間には、周囲空気温度および冷媒の物性に応じて理論的に定まる関係がある。この関係について以下に説明する。以下の説明では、一体型放熱器7全体の放熱量QALL、すなわち、補助放熱器2の所要放熱量Qsubと高段側放熱器4の放熱量Qchとの合計放熱量に対する、補助放熱器2の所要放熱量Qsubの理論上の値を「理論放熱量割合」と称する。また、低周囲温度条件における理論放熱量割合を「低温時理論放熱量割合」と称し、高周囲温度条件における理論放熱量割合を「高温時理論放熱量割合」と称する。
次に、図12を参照して、本発明の実施の形態2について説明するが、上述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。
次に、図13を参照して、本発明の実施の形態3について説明するが、上述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。
次に、図14を参照して、本発明の実施の形態4について説明するが、上述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。
Claims (14)
- 物品を収容する収容空間と、外部空間への開放面とを有するショーケース本体と、
前記開放面の一端側に設けられた冷気吸込口と、
前記開放面の他端側に設けられた冷気吹出口と、
前記冷気吸込口から前記冷気吹出口に至る循環通路と、
前記循環通路内の空気を冷却する冷却装置と、
前記冷気吹出口から吹き出した冷気を前記冷気吸込口から吸い込んで前記開放面にエアカーテンを形成するように、前記循環通路内の空気を送風する冷却用送風機と、
を備え、
前記冷却装置は、
冷媒を圧縮して吐出する低段側圧縮機と、
前記低段側圧縮機から吐出された冷媒と、周囲空気との間で熱交換を行う補助放熱器と、
前記補助放熱器で熱交換を行った冷媒を圧縮して吐出する高段側圧縮機と、
前記高段側圧縮機から吐出された冷媒と、周囲空気との間で熱交換を行う高段側放熱器と、
前記高段側放熱器で熱交換を行った冷媒を減圧する減圧装置と、
前記減圧装置で減圧された前記冷媒を蒸発させる冷却器と、
を有し、
前記周囲空気の温度が想定される下限温度になる低周囲温度条件において前記補助放熱器の冷媒流出口で冷媒が飽和ガス状態になる前記補助放熱器の放熱量と前記高段側放熱器の放熱量との合計放熱量に対する前記補助放熱器の放熱量の割合の理論上の値である低温時理論放熱量割合に基づいて、前記補助放熱器と前記高段側放熱器とが構成されているオープンショーケース。 - 前記補助放熱器の放熱量と前記高段側放熱器の放熱量との合計放熱量に対する前記補助放熱器の放熱量の割合の現実の値である現実放熱量割合が前記低温時理論放熱量割合以下である請求項1記載のオープンショーケース。
- 前記補助放熱器および前記高段側放熱器にて熱交換させる空気を吸い込む周囲空気吸込口が、前記冷気吸込口の鉛直下方の領域に設けられている請求項1または2記載のオープンショーケース。
- 前記下限温度は、前記収容空間内の温度に応じた温度である請求項1乃至3の何れか1項記載のオープンショーケース。
- 前記補助放熱器と前記高段側放熱器とは、一体化された一体型放熱器として構成されている請求項1乃至4の何れか1項記載のオープンショーケース。
- 前記補助放熱器は、前記高段側放熱器に比べて、前記開放面に近い位置に配置されている請求項1乃至5の何れか1項記載のオープンショーケース。
- 前記補助放熱器は、前記高段側放熱器の鉛直上方の領域に配置されている請求項1乃至6の何れか1項記載のオープンショーケース。
- 前記低段側圧縮機の圧縮比と前記高段側圧縮機の圧縮比とが同等になるように、前記低段側圧縮機の容量と前記高段側圧縮機の容量との容量比を調節する請求項1乃至7の何れか1項記載のオープンショーケース。
- 前記高段側放熱器は、前記高段側放熱器を流れる冷媒と前記周囲空気との温度差が、前記冷却器を流れる冷媒と前記冷却器が熱交換する被冷却媒体との温度差以下になる熱処理能力を有する請求項1乃至8の何れか1項記載のオープンショーケース。
- 前記補助放熱器と前記高段側圧縮機との間に設けられた気液分離器を備え、
前記気液分離器から前記高段側圧縮機にガス状の冷媒を吸入させる請求項1乃至9の何れか1項記載のオープンショーケース。 - 前記気液分離器の液冷媒取出口に一端が接続し、該液冷媒取出口から流出した液冷媒を前記高段側放熱器から流出した冷媒に合流させる液冷媒配管と、
前記液冷媒配管を通過する冷媒量を調節する流量調節装置と、
を備える請求項10記載のオープンショーケース。 - 前記冷媒としてCO2を用い、
前記補助放熱器の放熱量と前記高段側放熱器の放熱量との合計放熱量に対する前記補助放熱器の放熱量の割合の現実の値である現実放熱量割合が17%以下である請求項1乃至11の何れか1項記載のオープンショーケース。 - 前記冷媒として、プロパン、イソブタン、アンモニア、HFO1234yf、HFO1234ze、R134a、R410A、R32の少なくとも一つを用い、
前記補助放熱器の放熱量と前記高段側放熱器の放熱量との合計放熱量に対する前記補助放熱器の放熱量の割合の現実の値である現実放熱量割合が8%以下である請求項1乃至11の何れか1項記載のオープンショーケース。 - 物品を収容する収容空間と、外部空間への開放面とを有するショーケース本体と、
前記開放面の一端側に設けられた冷気吸込口と、
前記開放面の他端側に設けられた冷気吹出口と、
前記冷気吸込口から前記冷気吹出口に至る循環通路と、
前記循環通路内の空気を冷却する冷却装置と、
前記冷気吹出口から吹き出した冷気を前記冷気吸込口から吸い込んで前記開放面にエアカーテンを形成するように、前記循環通路内の空気を送風する冷却用送風機と、
を備え、
前記冷却装置は、
冷媒を圧縮して吐出する低段側圧縮機と、
前記低段側圧縮機から吐出された冷媒と、周囲空気との間で熱交換を行う補助放熱器と、
前記補助放熱器で熱交換を行った冷媒を圧縮して吐出する高段側圧縮機と、
前記高段側圧縮機から吐出された冷媒と、周囲空気との間で熱交換を行う高段側放熱器と、
前記高段側放熱器で熱交換を行った冷媒を減圧する減圧装置と、
前記減圧装置で減圧された前記冷媒を蒸発させる冷却器と、
前記補助放熱器への送風量と前記高段側放熱器への送風量とを調整可能な放熱用送風機と、
周囲空気の温度を検出する周囲空気温度検出手段と、
前記周囲空気温度検出手段により検出された温度に基づいて、前記補助放熱器の冷媒流出口で冷媒が飽和ガス状態になる前記補助放熱器の放熱量と前記高段側放熱器の放熱量との合計放熱量に対する前記補助放熱器の放熱量の割合の理論上の値である理論放熱量割合を求め、当該理論放熱量割合に基づいて、前記補助放熱器への送風量と前記高段側放熱器への送風量とを制御する制御手段と、
を有するオープンショーケース。
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