JP6341012B2 - 給気切替装置 - Google Patents

Description

本発明は、給気切替装置に関し、より詳細には、例えば店舗等の室の内部に配設され、かつ内蔵する冷凍機により商品を収納する収納域の内部雰囲気を冷却するショーケースに適用される給気切替装置に関するものである。

従来、例えば店舗等の室の内部に配設されたショーケースにおいて、冷凍機を内蔵するものが知られている。冷凍機は、商品を収納する収納域の内部雰囲気を冷却するものである。

このような冷凍機を内蔵するショーケースでは、冷凍機の周囲に空気を通過させるための吸入口が該ショーケースの機械室の正面に設けられている。かかるショーケースでは、吸入口を通じて室の内部空気を吸い込み、冷凍機の周囲に該内部空気を通過させている。そして、所定個所に形成された吹出口を通じて冷凍機の周囲を通過した内部空気を該ショーケースの外部、すなわち室の内部に放出している（例えば、特許文献１参照）。

特許第３８６３６５８号公報

ところで、冷凍機の周囲を通過させる空気は、冷凍機の放熱を良好なものとするためにある程度冷却されている必要があり、冷凍機の周囲を通過した後は冷凍機の放熱により通過前よりも高温になるのが一般的である。

そして、上述した特許文献１に提案されているショーケースでは、その構成上、室の外部の温度等に関係なく、吸入口を通じて内部空気を吸い込んで冷凍機の周囲を通過させ、その後に吹出口を通じて冷凍機の周囲を通過した内部空気を室の内部に放出しているので、室の内部の空調を制御する空調装置の負荷を増大させ、結果的に消費電力の低減化を図ることが困難であった。

本発明は、上記実情に鑑みて、消費電力の低減化を図ることができる給気切替装置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、本発明に係る給気切替装置は、室の内部に配設され、かつ内蔵する冷凍機により商品を収納する収納域の内部雰囲気を冷却するショーケースに適用される装置であって、駆動することにより第１給気状態と第２給気状態とに切替可能なものであって、前記第１給気状態では外気のみを導入して前記冷凍機の周囲に供給する一方、第２供給状態では外気及び前記室の内部空気を導入して前記冷凍機の周囲に供給する給気手段と、前記室の温湿度から演算された内部エンタルピが前記室の外部の温湿度から演算された外部エンタルピを超える場合には、前記給気手段を第１給気状態にさせ、かつ前記室の外部の温度が前記冷凍機の仕様から予め決められた閾値を超える場合には、前記給気手段を第２給気状態にさせる制御手段とを備えたことを特徴とする。

また本発明は、上記給気切替装置において、前記給気手段は、駆動することにより前記第１給気状態、前記第２給気状態及び前記内部空気のみを導入して前記冷凍機の周囲に供給する第３給気状態のいずれかに切替可能なものであり、前記制御手段は、前記冷凍機が駆動停止している場合には前記給気手段を前記第３給気状態にさせることを特徴とする。

本発明によれば、制御手段が、内部エンタルピが外部エンタルピを超える場合には、給気手段を第１給気状態にさせるので、外気のみを冷凍機の周囲を供給して冷凍機に室の内部空気よりも温度が低い外気に放熱させることができ、結果的に冷凍機の消費電力を低減させることができる。また制御手段が、外気温度が閾値を超える場合に、給気手段を第２給気状態にさせるので、外気に該外気よりも温度が低い内部空気を混合させて冷凍機の周囲に供給して冷凍機に放熱させることができ、冷凍機の運転を補償するとともに、冷凍機の周囲に室の内部空気のみを通過させるのに比して室の空調を制御する空調装置の負荷を低減させることができ、結果的に冷凍機及び空調装置の合計の消費電力を低減させることができる。従って、消費電力の低減化を図ることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態である給気切替装置を備えた店舗を模式的に示す説明図である。 図２は、本発明の実施の形態である給気切替装置の制御系を模式的に示す説明図である。 図３は、図２に示した制御手段が実施する給気状態決定処理の処理内容を示すフローチャートである。 図４は、第１給気状態での空気の流れを示す説明図である。 図５は、第２給気状態での空気の流れを示す説明図である。 図６は、第３給気状態での空気の流れを示す説明図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る給気切替装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態である給気切替装置を備えた店舗を模式的に示す説明図である。ここで例示する店舗（室）１は、ショーケース２及び給気切替装置を備えている。

ショーケース２は、所謂オープンショーケースと称されるものであり、前面開口を臨む収納室（収納域）３に商品を所望の温度状態に保持して収納するものである。

給気切替装置は、給気手段１０及び外気導入手段２０を備えて構成されている。給気手段１０は、給気ライン１１と第１送風ファン１２とを備えている。

給気ライン１１は、店舗１に設けられた給気連結ダクト１３の給気出口ポート１３ａからショーケース２の冷凍機４の周囲を通過する風路であり、店舗１に設けられた排気連結ダクト１４の排気入口ポート１４ａに連通している。ここでショーケース２の冷凍機４は、ショーケース２に内蔵されるものであり、圧縮機４ａと凝縮器４ｂとを備えている。この冷凍機４は、図示せぬ蒸発器と冷凍サイクルを構成し、収納室３の内部雰囲気を冷却するものである。

給気連結ダクト１３は、給気出口ポート１３ａの他に、第１給気入口ポート１３ｂ及び第２給気入口ポート１３ｃを有しており、給気ダンパ１３１を内蔵している。給気ダンパ１３１は、後述する制御手段３０から与えられる指令に基づいて、第１給気入口ポート１３ｂのみを給気出口ポート１３ａに連通させる第１給気連通状態と、第１給気入口ポート１３ｂ及び第２給気入口ポート１３ｃを給気出口ポート１３ａに連通させる第２給気連通状態と、第２給気入口ポート１３ｃのみを給気出口ポート１３ａに連通させる第３給気連通状態との間で切り替わるものである。

給気連結ダクト１３の第１給気入口ポート１３ｂには第１外気導入ライン１５が連通している。第１外気導入ライン１５は、店舗１に形成された第１導入口１ａに至る風路である。また、給気連結ダクト１３の第２給気入口ポート１３ｃには内部空気導入ライン１６が連通している。内部空気導入ライン１６は、店舗１の内部の所定域に設けられた図示せぬ吸込口に至る風路である。

第１送風ファン１２は、給気ライン１１上に配設されており、より詳細には、ショーケース２の冷凍機４を構成する凝縮器４ｂの近傍に配設されている。この第１送風ファン１２は、制御手段３０から与えられる指令に基づいて駆動するものである。

排気連結ダクト１４は、排気入口ポート１４ａの他に第１排気出口ポート１４ｂ及び第２排気出口ポート１４ｃを有しており、排気ダンパ１４１を内蔵している。排気ダンパ１４１は、制御手段３０から与えられる指令に基づいて、排気入口ポート１４ａと第１排気出口ポート１４ｂとを連通させる第１排気連通状態と、排気入口ポート１４ａと第２排気出口ポート１４ｃとを連通させる第２排気連通状態との間で切り替わるものである。

排気連結ダクト１４の第１排気出口ポート１４ｂには排気ライン１７が連通している。排気ライン１７は、店舗１に形成された排気口１ｂに至る風路である。また、排気連結ダクト１４の第２排気出口ポート１４ｃには供給ライン１８が連通している。供給ライン１８は、店舗１における所定域に至る風路である。

外気導入手段２０は、第２外気導入ライン２１と第２送風ファン２２とを備えて構成されている。第２外気導入ライン２１は、店舗１に形成された第２導入口１ｃから供給ライン１８に合流する態様で延設された風路である。第２送風ファン２２は、第２外気導入ライン２１上に配設されている。この第２送風ファン２２は、制御手段３０から与えられる指令に基づいて駆動するものである。

図２は、本発明の実施の形態である給気切替装置の制御系を模式的に示す説明図である。この図２を参照しつつ給気切替装置の制御系について説明する。

給気切替装置は、上記構成の他に、店内温湿度センサＳ１、店外温湿度センサＳ２及び制御手段３０を備えている。

店内温湿度センサＳ１は、店舗１の内部に配設されており、店舗１内の温度及び湿度を検出するものである。店外温湿度センサＳ２は、店舗１の外部に配設されており、店外の温度及び湿度を検出するものである。

制御手段３０は、メモリ４０に記憶されたプログラムやデータにしたがって給気切替装置の動作を統括的に制御するものであり、入力処理部３１、エンタルピ演算部３２、判定処理部３３、決定処理部３４及び出力処理部３５を備えている。

ここで、メモリ４０には、種々の情報が予め記憶されており、基準温度情報が記憶されている。基準温度情報は、冷凍機４の仕様から決められ、かつ冷凍機４を冷やすことが困難となる閾値としての基準温度を含むものである。

入力処理部３１は、店内温湿度センサＳ１及び店外温湿度センサＳ２から与えられる温湿度信号を入力するものである。また入力処理部３１は、他の駆動処理手段（図示せず）から冷凍機４に与えられる駆動信号及び駆動停止信号を入力するものである。ここで駆動信号は、冷凍機４を駆動させるために該冷凍機４に与えられる信号であり、駆動停止信号は、冷凍機４を駆動停止にさせるために該冷凍機４に与えられる信号である。

エンタルピ演算部３２は、店内温湿度センサＳ１及び店外温湿度センサＳ２のそれぞれから与えられる温度及び湿度の各データから店内エンタルピ（内部エンタルピ）及び店外エンタルピ（外部エンタルピ）をそれぞれ演算するものである。

判定処理部３３は、店内エンタルピと店外エンタルピとを比較する処理を行うものである。決定処理部３４は、予め設定された第１給気状態、第２給気状態及び第３給気状態のいずれか１つを択一的に選択して決定する処理を行うものである。これら第１給気状態、第２給気状態及び第３給気状態については後述する。

出力処理部３５は、決定処理部３４で選択された給気状態に応じて第１送風ファン１２、第２送風ファン２２、給気ダンパ１３１及び排気ダンパ１４１に対して指令を与えるものである。

図３は、図２に示した制御手段３０が実施する給気状態決定処理の処理内容を示すフローチャートである。この処理について説明しながら給気切替装置の動作について説明する。

この給気状態決定処理において制御手段３０は、入力処理部３１を通じて冷凍機４が駆動中であるか否かを判断する（ステップＳ１０１）。より詳細には、冷凍機４に与えられる駆動信号若しくは駆動停止信号を入力することにより判断する。

冷凍機４が駆動中であると判断した場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、制御手段３０は、入力処理部３１を通じて店内温湿度センサＳ１及び店外温湿度センサＳ２からの店内温湿度及び店外温湿度の入力待ちとなる（ステップＳ１０２，ステップＳ１０３）。

店内温湿度及び店外温湿度を入力した場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ，ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、制御手段３０は、エンタルピ演算部３２を通じて店内エンタルピ及び店外エンタルピを演算する（ステップＳ１０４）。

店内エンタルピ及び店外エンタルピを演算した制御手段３０は、判定処理部３３を通じて、店内エンタルピが店外エンタルピを超えるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。

店内エンタルピが店外エンタルピを超える場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、制御手段３０は、決定処理部３４を通じて第１給気状態を択一的に選択して決定し（ステップＳ１０６）、手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

これによれば、第１給気状態に決定したので、制御手段３０は、出力処理部３５を通じて第１送風ファン１２に駆動指令を与えて駆動させるとともに、給気ダンパ１３１に指令を与えて第１給気連通状態にし、かつ排気ダンパ１４１に指令を与えて第２排気連通状態にさせる。

この場合、図４に示すように、第１導入口１ａから導入された外気が給気ライン１１を通過することでショーケース２の冷凍機４の周囲を通過する。これにより、外気と冷凍機４（凝縮器４ｂ）を通過する冷媒との間で熱交換が行われ、外気が加熱される。これにより冷凍機４の排熱を外気が吸収している。排熱を吸収することで加熱された外気は、排気連結ダクト１４を通じて供給ライン１８を通過し、店舗１内の所定域に供給される。

この結果、例えば冬季のように店内エンタルピが店外エンタルピを超える場合に、外気を利用して排熱を所定域に供給することで店舗１の内部の空調を制御する図示せぬ空調装置の負荷を低減させることができる。しかも、外気を所定域に供給するので、店舗１内を陽圧に保持することができる。

上記ステップＳ１０５において、店内エンタルピが店外エンタルピ以下となる場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、制御手段３０は、決定処理部３４を通じてメモリ４０より基準温度情報を読み出し（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０３で入力した店外温湿度に含まれる店外温度が、基準温度情報に含まれる基準温度を超えるか否かを判断する（ステップＳ１０８）。

店外温度が基準温度を超える場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、制御手段３０は、決定処理部３４を通じて第２給気状態を択一的に選択して決定し（ステップＳ１０９）、手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

これによれば、第２給気状態に決定したので、制御手段３０は、出力処理部３５を通じて第１送風ファン１２及び第２送風ファン２２に駆動指令を与えて駆動させるとともに、給気ダンパ１３１に指令を与えて第２給気連通状態にし、かつ排気ダンパ１４１に指令を与えて第１排気連通状態にさせる。

この場合、図５に示すように、第１導入口１ａから導入された外気と、吸込口から内部空気導入ライン１６を通過した店舗１の内部空気とが混合して給気ライン１１を通過することでショーケース２の冷凍機４の周囲を通過する。これにより、混合空気（外気＋内部空気）と冷凍機４（凝縮器４ｂ）を通過する冷媒との間で熱交換が行われ、混合空気が加熱される。これにより冷凍機４の排熱を混合空気が吸収している。排熱を吸収することで加熱された混合空気は、排気連結ダクト１４を通じて排気ライン１７を通過し、その後に排気口１ｂより店舗１の外部に排出される。その一方、第２導入口１ｃから導入された外気が第２外気導入ライン２１を通過して供給ライン１８に至り、該供給ライン１８を通過して店舗１内の所定域に供給される。

この結果、例えば夏季のように外気温度が冷凍機４の仕様により決められた基準温度を超える場合に、店舗１の内部空気を外気と混合させることで冷凍機４の排熱を混合空気に放出して店舗１の外部に排出することができ、しかも別に取り込んだ外気を所定域に供給して換気を行いつつ、店舗１内を陽圧に保持することができる。

上記ステップＳ１０８において、店外温度が基準温度以下である場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、制御手段３０は、現時点で選択している給気状態を維持して手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

上記ステップＳ１０１において、冷凍機４が駆動停止中であると判断した場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、制御手段３０は、決定処理部３４を通じて第３給気状態を択一的に選択して決定し（ステップＳ１１０）、手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

これによれば、第３給気状態に決定したので、制御手段３０は、出力処理部３５を通じて第１送風ファン１２及び第２送風ファン２２に駆動指令を与えて駆動させるとともに、給気ダンパ１３１に指令を与えて第３給気連通状態にし、かつ排気ダンパ１４１に指令を与えて第２排気連通状態にさせる。

この場合、図６に示すように、吸込口から内部空気導入ライン１６を通過した店舗１の内部空気が給気ライン１１を通過することでショーケース２の冷凍機４の周囲を通過する。この場合、冷凍機４は駆動停止中であるので、内部空気と冷凍機４（凝縮器４ｂ）を通過する冷媒との間で熱交換は行われない。冷凍機４の周囲を通過した内部空気は、排気連結ダクト１４を通じて供給ライン１８を通過する。その一方、第２導入口１ｃから導入された外気が第２外気導入ライン２１を通過して供給ライン１８に至る。これにより、供給ライン１８にて内部空気と外気とが混合して店舗１内の所定域に供給される。この結果、外気を所定域に供給するので、店舗１内を陽圧に保持することができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態である給気切替装置においては、制御手段３０が、店内エンタルピが店外エンタルピを超える場合には、外気に冷凍機４の周囲を通過させることで、冷凍機４に店舗１の内部空気よりも温度が低い外気に放熱させることができ、結果的に冷凍機４の消費電力を低減させることができる。また制御手段３０が、店内エンタルピが店外エンタルピ以下であって外気温度が基準温度を超える場合に、外気に該外気よりも温度が低い内部空気を混合させた混合空気に冷凍機４の周囲を通過させることで、冷凍機４に混合空気に放熱させることができる。この場合、冷凍機４の運転を補償するとともに、冷凍機４の周囲に店舗１の内部空気のみを通過させるのに比して空調装置の負荷を低減させることができ、結果的に冷凍機４及び空調装置の合計の消費電力を低減させることができる。従って、本発明の給気切替装置によれば、消費電力の低減化を図ることができる。

上記給気切替装置によれば、制御手段３０が、冷凍機４が停止している場合には、店舗１内を陽圧に保持できるので、塵埃物の侵入を抑制することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。すなわち、本発明においては、給気手段１０や外気導入手段２０等の構成については特に限定されず、導入した空気を所望の経路にて送風させることができればどのような構成であってもよい。

１ 店舗（室）
２ ショーケース
１０ 給気手段
１１ 給気ライン
１２ 第１送風ファン
１３ 給気連結ダクト
１３１ 給気ダンパ
１４ 排気連結ダクト
１４１ 排気ダンパ
１５ 第１外気導入ライン
１６ 内部空気導入ライン
１７ 排気ライン
１８ 供給ライン
２０ 外気導入手段
２１ 第２外気導入ライン
２２ 第２送風ファン
３０ 制御手段
３１ 入力処理部
３２ エンタルピ演算部
３３ 判定処理部
３４ 決定処理部
３５ 出力処理部
４０ メモリ
Ｓ１ 店内温湿度センサ
Ｓ２ 店外温湿度センサ

Claims (2)

1. 室の内部に配設され、かつ内蔵する冷凍機により商品を収納する収納域の内部雰囲気を冷却するショーケースに適用される装置であって、
   駆動することにより第１給気状態と第２給気状態とに切替可能なものであって、前記第１給気状態では外気のみを導入して前記冷凍機の周囲に供給する一方、第２供給状態では外気及び前記室の内部空気を導入して前記冷凍機の周囲に供給する給気手段と、
   前記室の温湿度から演算された内部エンタルピが前記室の外部の温湿度から演算された外部エンタルピを超える場合には、前記給気手段を第１給気状態にさせ、かつ前記室の外部の温度が前記冷凍機の仕様から予め決められた閾値を超える場合には、前記給気手段を第２給気状態にさせる制御手段と
   を備えたことを特徴とする給気切替装置。
2. 前記給気手段は、駆動することにより前記第１給気状態、前記第２給気状態及び前記内部空気のみを導入して前記冷凍機の周囲に供給する第３給気状態のいずれかに切替可能なものであり、
   前記制御手段は、前記冷凍機が駆動停止している場合には前記給気手段を前記第３給気状態にさせることを特徴とする請求項１に記載の給気切替装置。

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