JP2020098053A - ショーケース及びショーケースの除霜制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】除霜終了時における商品温度上昇を抑えることができるショーケース及びショーケースの除霜制御方法を提供する。【解決手段】除霜解除温度を検出する除霜解除温度センサとしても機能する吹出温度センサＳ１と、蒸発器１５に対して送風する送風ファン２５と、除霜処理の開始後、除霜解除温度に達した場合、送風ファン２５を駆動して所定水切り時間、水切り処理を行って除霜処理を終了し、除霜処理後、冷却処理を再開するとともに所定停止時間、送風ファン２５を停止した後、送風ファン２５を駆動する除霜制御部３１と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、除霜終了時における商品温度上昇を抑えることができるショーケース及びショーケースの除霜制御方法に関する。

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では、冷凍あるいは冷蔵ショーケースが配置される。このようなショーケースには、商品の冷凍あるいは冷蔵を行うための冷却装置が設けられている（特許文献１参照）。また、冷却装置は、蒸発器である冷却用熱交換器に付着した霜を取り除く除霜処理を行って冷却効果の低減を抑えている。

特開２００６−３８２５２号公報

ところで、除霜処理では、冷却の温調出力を停止し、冷却用熱交換器近傍の除霜ヒータをオンしたり、高温冷媒を冷却用熱交換器に送ることによって冷却用熱交換器に付着した霜を除去している。この除霜処理では、除霜によって付着した水を送風ファンを駆動して取り除く水切り処理が含まれ、この水切り処理が終了した時点で除霜処理が終了する。

しかし、除霜処理後、送風ファンを駆動する冷却温調処理に移行した場合、冷却用熱交換器の温度は除霜解除温度近くの高い温度であるため、暖かい温度の空気が商品に曝されてしまい、冷却対象商品の商品温度が上昇してしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、除霜終了時における商品温度上昇を抑えることができるショーケース及びショーケースの除霜制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるショーケースは、ショーケースに陳列した商品の冷凍あるいは冷蔵を行う冷却用熱交換器を含む冷凍サイクルによる冷却処理を行うとともに前記冷却用熱交換器の水切り処理を含む除霜処理を行う冷却装置を有したショーケースであって、除霜解除温度を検出する除霜解除温度センサと、前記冷却用熱交換器に対して送風する送風ファンと、前記除霜処理の開始後、前記除霜解除温度に達した場合、前記送風ファンを駆動して所定水切り時間、前記水切り処理を行って前記除霜処理を終了し、前記除霜処理後、冷却処理を再開するとともに所定停止時間、前記送風ファンを停止した後前記送風ファンを駆動する除霜制御部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかるショーケースは、上記の発明において、前記所定停止時間は、前記除霜処理の終了後、前記除霜解除温度センサが設定冷却温調目標温度を検出するまでの時間であることを特徴とする。

また、本発明にかかるショーケースは、上記の発明において、前記除霜制御部は、今回の前記所定水切り時間を含む除霜処理時間が前回の除霜処理時間よりも短い場合には、時間差に応じて前記所定停止時間を短くし、前回の除霜処理時間よりも長い場合には、時間差に応じて前記所定停止時間を長くすることを特徴とする。

また、本発明にかかるショーケースは、上記の発明において、前記除霜制御部は、前記除霜処理の開始時点において前記除霜解除温度センサが検出する温度が設定冷却温調目標温度よりも高い場合には、温度差に応じて前記所定停止時間を短くし、前記設定冷却温調目標温度よりも低い場合には、温度差に応じて前記所定停止時間を長くすることを特徴とする。

また、本発明にかかるショーケースの除霜制御方法は、ショーケースに陳列した商品の冷凍あるいは冷蔵を行う冷却用熱交換器を含む冷凍サイクルによる冷却処理を行うとともに前記冷却用熱交換器の水切り処理を含む除霜処理を行うショーケースの除霜制御方法であって、前記除霜処理の開始後、除霜解除温度に達した場合、前記冷却用熱交換器の送風ファンを駆動して所定水切り時間、前記水切り処理を行って前記除霜処理を終了し、前記除霜処理後、冷却処理を再開するとともに所定停止時間、前記送風ファンを停止した後前記送風ファンを駆動することを特徴とする。

本発明によれば、除霜終了時における商品温度上昇を抑えることができる。

図１は、本発明の実施の形態であるショーケースの冷却装置の概要構成を示す図である。 図２は、除霜制御部による除霜処理の一例を示すタイムチャートである。 図３は、除霜制御部による除霜制御処理手順を示すフローチャートである。 図４は、変形例１の除霜制御部による除霜制御処理手順を示すフローチャートである。 図５は、変形例２の除霜制御部による除霜制御処理手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。

＜全体構成＞
図１は、本発明の実施の形態であるショーケースの冷却装置１の概要構成を示す図である。図１に示すように、ショーケースの冷却装置１は、圧縮機１０、四方弁１２、凝縮器１３、膨張弁１４、冷却用熱交換器である蒸発器１５が順次接続された冷凍サイクル機構を有する。凝縮器１３は、熱交換された空気を装置外に送風する送風ファン２３を有する。また、蒸発器１５は、商品載置領域２の近傍に配置され、熱交換された空気を商品載置領域２に対して送風する送風ファン２５を有する。蒸発器１５から送風された冷却空気は、エアカーテンを形成し、商品載置領域２内を冷却する。

商品の冷却処理（実線矢印）を行う場合、圧縮機１０は蒸発器１５から四方弁１２を介して導入される低圧冷媒を高圧冷媒に圧縮し、四方弁１２を介して凝縮器１３に導出する。凝縮器１３は、高圧冷媒を凝縮して放熱し、凝縮された冷媒を膨張弁１４に導出する。膨張弁１４は、導入された冷媒を減圧膨張して蒸発器１５に導出する。そして、蒸発器１５は、減圧膨張された冷媒によって吸熱を行い、冷却された空気を商品載置領域２側に送風し、例圧冷媒を、四方弁１２を介して圧縮機１０に導出する。

一方、除霜処理（破線矢印）を行う場合、四方弁１２を切り替え（ＯＮ状態にし）、冷媒を逆流させ、圧縮機１０によって生成された高温高圧冷媒（ホットガス）を蒸発器１５に導出し、蒸発器１５の温度を上昇させ、蒸発器１５に付着した霜を除去する。

なお、除霜方式には、上述した四方弁１２を用いたホットガス方式の他、四方弁１２を設けず、圧縮機１０によって生成された高温高圧冷媒の一部を直接、蒸発器１５に導入するホットガスバイパス方式がある。また、除霜方式には、蒸発器１５の近傍に除霜ヒータを設け、除霜時に、冷却処理を停止し、除霜ヒータをオンすることによって蒸発器１５の温度を上昇させる除霜ヒータ方式もある。本実施の形態では、除霜方式の一例としてホットガス方式を採用した冷却装置として説明する。

また、蒸発器１５の送風下流には、吹出温度を検出する吹出温度センサＳ１が設けられる。なお、吹出温度センサＳ１は、除霜解除温度を検出する除霜解除温度センサとしても機能する。また、商品載置領域２には、商品温度を検出する庫内温度センサＳ２が設けられる。なお、除霜解除温度センサを吹出温度センサＳ１とは別個に設けても良い。たとえば、図１に示すように、除霜時における蒸発器１５の冷媒出口温度を検出する除霜解除温度センサＳ１０を設けてもよい。また、蒸発器１５に直接配置された除霜解除温度センサＳ１０を設けてもよい。さらに、除霜解除温度センサは、蒸発器１５の除霜状態を検出できればよい、温度に限らず、例えば画像などによって除霜状態を検出するようにしてもよい。

また、ショーケースの冷却装置１は、制御部３０、入出力部４０及び記憶部５０を有する。制御部３０は、装置全体の制御を行う制御部であり、除霜制御部３１を有する。除霜制御部３１は、吹出温度センサＳ１や庫内温度センサＳ２を含む各種センサの値をもとに、除霜制御処理を含めた冷却制御処理を行う。除霜制御部３１は、駆動部１１を介して圧縮機１０の回転数等を制御するとともに、膨張弁１４の開度を制御して、冷媒流量を制御し、吹出温度あるいは庫内温度が設定温度となるように制御する。

入出力部４０は、各種設定値を操作入力するとともに、各種状態を表示するなどの出力を行う入出力デバイスである。

記憶部５０は、除霜時刻Ｗ、設定冷却温調目標温度ＴＯ、設定除霜解除温度ＴＲ、所定水切り時間Ｔｗなどの設定値を記憶する。

＜除霜処理の一例＞
次に、図２に示したタイムチャートを参照して除霜制御部３１による除霜処理の一例について説明する。まず、除霜制御部３１は、前回の除霜終了時点から計数した時間が時点ｔ１で除霜時刻Ｗに達すると、冷却温調指令をＯＦＦにし（図２（ａ））、除霜指令をＯＮにし（図２（ｂ））、四方弁１２をＯＮにし（図２（ｃ））、送風ファン２５をＯＦＦにする（図２（ｄ））。なお、送風ファン２５は時点ｔ１まで、商品載置領域２側に送風している。これにより、蒸発器１５が加熱され、除霜処理が開始する。

その後、時点ｔ２で、除霜解除温度センサとして機能する吹出温度センサＳ１が設定除霜解除温度ＴＲを検出する（図２（ｅ））と、送風ファン２５をＯＮにして駆動させ（図２（ｃ））、時点ｔ３まので所定水切り時間Ｔｗ、水切り処理を行う。なお、送風ファン２５は、所定水切り時間Ｔｗ間は逆転駆動させる。

その後、時点ｔ３で水きり処理が終了すると、除霜制御部３１は、冷却温調指令をＯＮにし（図２（ａ））、除霜指令をＯＦＦにする（図２（ｂ））とともに、送風ファン２５を所定停止時間Ｔｚ、ＯＦＦにする（図２（ｄ））。これにより、暖まった蒸発器１５から送風される暖かい空気が商品に曝されなくなるため、商品温度が上昇しない。

所定停止時間Ｔｚは、予め設定された時間であってもよいし、図２に示すように、吹出温度センサＳ１が設定冷却温調目標温度ＴＯに下がった時点ｔ４までの時間であってもよい。除霜制御部３１は、時点ｔ４に達すると、送風ファン２５を正転で駆動し（図２（ｄ））、冷却温調処理を続行する。

＜除霜制御処理＞
次に、図３に示したフローチャートを参照して除霜制御部３１による除霜制御処理手順について説明する。図３に示すように、除霜制御部３１は、冷却温調処理を行う（ステップＳ１０１）。その後、除霜制御部３１は、除霜開始時点（除霜時刻Ｗ）に達したか否かを判定する（ステップＳ２０２）。除霜開始時点に達していない場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）には、本判定処理を繰り返す。

一方、除霜開始時点に達した場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）には、四方弁１２をＯＮにして除霜処理を開始する（ステップＳ１０３）。その後、除霜制御部３１は、吹出温度センサＳ１が検出する検出温度が設定除霜解除温度ＴＲに達したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。検出温度が設定除霜解除温度ＴＲに達していない場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）には、本判定処理を繰り返す。

一方、検出温度が設定除霜解除温度ＴＲに達した場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）には、四方弁１２をＯＦＦにして、送風ファン２５を逆転で駆動して水切り処理を開始する（ステップＳ１０５）。その後、除霜制御部３１は、所定水切り時間Ｔｗが経過したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。所定水切り時間Ｔｗが経過していない場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）には、本判定処理を繰り返す。

一方、所定水切り時間Ｔｗが経過した場合（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）には、冷却温調処理を開始する（ステップＳ１０７）とともに、送風ファン２５を停止する（ステップＳ１０８）。

その後、除霜制御部３１は、検出温度が設定冷却目標温度ＴＯに下がったか否かを判定する（ステップＳ１０９）。検出温度が設定冷却目標温度ＴＯに下がっていない場合（ステップＳ１０９，Ｎｏ）には、本判定処理を繰り返して送風ファン２５の停止を続行させる。一方、検出温度が設定冷却目標温度ＴＯに下がった場合（ステップＳ１０９，Ｙｅｓ）には、送風ファン２５を再駆動し（ステップＳ１１０）、冷却温調処理を続行し、本処理を終了する。なお、上述した処理は、所定時間毎に繰り返し行う。

＜変形例１＞
図３に示した除霜制御処理では、検出温度が設定冷却目標温度ＴＯに下がるまで送風ファン２５を停止させていたが、本変形例１では、予め所定停止時間Ｔｚを設定しておき、今回の所定水切り時間Ｔｗを含む除霜処理時間が前回の除霜処理時間よりも短い場合には、時間差に応じて所定停止時間Ｔｚを短くし、前回の除霜処理時間よりも長い場合には、時間差に応じて所定停止時間Ｔｚを長くする再設定を行うようにしている。

図４は、本変形例１の除霜制御部３１による除霜制御処理手順を示すフローチャートである。なお、本変形例１のステップＳ２０１〜Ｓ２０８までの処理は、図３に示したステップＳ１０１〜Ｓ１０８までの処理と同じである。

図４に示すように、除霜制御部３１は、送風ファンの停止（ステップＳ２０８）後、今回の除霜時間Ｔｄが前回の除霜時間よりも短いか否かを判定する（ステップＳ２０９）。今回の除霜時間Ｔｄが前回の除霜時間Ｔｄよりも短い場合（ステップＳ２０９，Ｙｅｓ）には、今回の所定停止時間Ｔｚを時間差に応じて前回の所定停止時間Ｔｚよりも短く再設定する（ステップＳ２１０）。一方、今回の除霜時間Ｔｄが前回の除霜時間Ｔｄよりも短い場合（ステップＳ２０９，Ｎｏ）には、今回の所定停止時間Ｔｚを時間差に応じて前回の所定停止時間Ｔｚよりも長く再設定する（ステップＳ２１１）。

その後、再設定された所定停止時間Ｔｚが経過したか否かを判定する（ステップＳ２１２）。再設定された所定停止時間Ｔｚが経過していない場合（ステップＳ２１２，Ｎｏ）には、本判定処理を繰り返し、再設定された所定停止時間Ｔｚが経過した場合（ステップＳ２１２，Ｙｅｓ）には、送風ファン２５を正転で再駆動し（ステップＳ２１３）、本処理を終了する。

＜変形例２＞
図３に示した除霜制御処理では、検出温度が設定冷却目標温度ＴＯに下がるまで送風ファン２５を停止させていたが、本変形例２では、予め所定停止時間Ｔｚを設定しておき、除霜処理の開始時点において除霜解除温度センサが検出する温度が設定冷却温調目標温度ＴＯよりも高い場合には、温度差に応じて所定停止時間Ｔｚを短くし、設定冷却温調目標温度ＴＯよりも低い場合には、温度差に応じて所定停止時間Ｔｚを長くする再設定を行うようにしている。

図５は、本変形例２の除霜制御部３１による除霜制御処理手順を示すフローチャートである。なお、本変形例２のステップＳ３０１〜Ｓ３０８までの処理は、図３に示したステップＳ１０１〜Ｓ１０８までの処理と同じである。

図５に示すように、除霜制御部３１は、送風ファンの停止（ステップＳ３０８）後、除霜開始時点の温度が設定冷却温調温度ＴＯより高いか否かを判定する（ステップＳ３０９）。除霜開始時点の温度が設定冷却温調温度ＴＯより高い場合（ステップＳ３０９，Ｙｅｓ）には、温度差に応じて今回の所定停止時間Ｔｚを短く再設定する（ステップＳ３１０）。一方、除霜開始時点の温度が設定冷却温調温度ＴＯより低い場合（ステップＳ３０９，Ｎｏ）には、温度差に応じて今回の所定停止時間Ｔｚを長く再設定する（ステップＳ３１１）。

その後、再設定された所定停止時間Ｔｚが経過したか否かを判定する（ステップＳ３１２）。再設定された所定停止時間Ｔｚが経過していない場合（ステップＳ３１２，Ｎｏ）には、本判定処理を繰り返し、再設定された所定停止時間Ｔｚが経過した場合（ステップＳ３１２，Ｙｅｓ）には、送風ファン２５を正転で再駆動し（ステップＳ３１３）、本処理を終了する。

なお、上記の実施の形態及び変形例では、除霜処理時に送風ファン２５の送風方向を逆転させていたが、除霜処理時も正転のまま送風するようにしてもよい。なお、除霜処理時に送風方向を逆転する場合、除霜解除温度センサの位置は、送風ファン２５の吹出口、あるいは冷媒出口側に設けることが好ましい。

また、上記の実施の形態及び変形例で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置及び構成要素の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を各種の使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。

１ ショーケースの冷却装置
２ 商品載置領域
１０ 圧縮機
１１ 駆動部
１２ 四方弁
１３ 凝縮器
１４ 膨張弁
１５ 蒸発器
２３，２５ 送風ファン
３０ 制御部
３１ 除霜制御部
４０ 入出力部
５０ 記憶部
Ｓ１ 吹出温度センサ
Ｓ２ 庫内温度センサ
Ｓ１０ 除霜解除温度センサ
ｔ１〜ｔ４ 時点
ＴＯ 設定冷却温調目標温度
ＴＲ 設定除霜解除温度
Ｔｗ 所定水切り時間
Ｔｚ 所定停止時間
Ｗ 除霜時刻

Claims (5)

1. ショーケースに陳列した商品の冷凍あるいは冷蔵を行う冷却用熱交換器を含む冷凍サイクルによる冷却処理を行うとともに前記冷却用熱交換器の水切り処理を含む除霜処理を行う冷却装置を有したショーケースであって、
   除霜解除温度を検出する除霜解除温度センサと、
   前記冷却用熱交換器に対して送風する送風ファンと、
   前記除霜処理の開始後、前記除霜解除温度に達した場合、前記送風ファンを駆動して所定水切り時間、前記水切り処理を行って前記除霜処理を終了し、前記除霜処理後、冷却処理を再開するとともに所定停止時間、前記送風ファンを停止した後前記送風ファンを駆動する除霜制御部と、
   を備えたことを特徴とするショーケース。
2. 前記所定停止時間は、前記除霜処理の終了後、前記除霜解除温度センサが設定冷却温調目標温度を検出するまでの時間であることを特徴とする請求項１に記載のショーケース。
3. 前記除霜制御部は、今回の前記所定水切り時間を含む除霜処理時間が前回の除霜処理時間よりも短い場合には、時間差に応じて前記所定停止時間を短くし、前回の除霜処理時間よりも長い場合には、時間差に応じて前記所定停止時間を長くすることを特徴とする請求項１に記載のショーケース。
4. 前記除霜制御部は、前記除霜処理の開始時点において前記除霜解除温度センサが検出する温度が設定冷却温調目標温度よりも高い場合には、温度差に応じて前記所定停止時間を短くし、前記設定冷却温調目標温度よりも低い場合には、温度差に応じて前記所定停止時間を長くすることを特徴とする請求項１に記載のショーケース。
5. ショーケースに陳列した商品の冷凍あるいは冷蔵を行う冷却用熱交換器を含む冷凍サイクルによる冷却処理を行うとともに前記冷却用熱交換器の水切り処理を含む除霜処理を行うショーケースの除霜制御方法であって、
   前記除霜処理の開始後、除霜解除温度に達した場合、前記冷却用熱交換器の送風ファンを駆動して所定水切り時間、前記水切り処理を行って前記除霜処理を終了し、前記除霜処理後、冷却処理を再開するとともに所定停止時間、前記送風ファンを停止した後前記送風ファンを駆動することを特徴とするショーケースの除霜制御方法。

Images