JP7229670B2 - Frozen/refrigerated showcase - Google Patents
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Description
本発明は、冷凍・冷蔵ショーケースに関する。 The present invention relates to a freezer/refrigerated showcase.
スーパーマーケットやコンビニエンスストア等には、冷凍食品や生鮮食品等の物品を冷凍または冷蔵しながら陳列するために、冷凍・冷蔵ショーケースが配置されている。冷凍・冷蔵ショーケースは、ケース本体を構成する外箱と内箱との間に通風路が形成されており、該通風路内には冷凍サイクルの一部である蒸発器が送風機と共に備えられている。蒸発器は、内部に流入する冷媒が蒸発する際の気化熱により該蒸発器周辺の空気の熱を奪って冷却できるようになっており、蒸発器で冷却された空気が送風機によりケース本体の庫内に送り出されて、庫内に陳列する物品を冷凍または冷蔵している。 2. Description of the Related Art Supermarkets, convenience stores and the like are equipped with freezer/refrigerated showcases for displaying articles such as frozen foods and perishable foods while being frozen or refrigerated. A freezer/refrigerated showcase has a ventilation passage formed between an outer box and an inner box that constitute the case body, and an evaporator, which is a part of the refrigeration cycle, is provided in the ventilation passage together with a blower. there is The evaporator draws heat from the air around the evaporator by the heat of vaporization when the refrigerant flowing into the evaporator evaporates. It freezes or refrigerates the items that are sent inside and displayed in the warehouse.
このような冷凍・冷蔵ショーケースにあっては、蒸発器の冷却運転を続けることによって当該蒸発器に着霜が生じるようになり、該着霜が進行すると蒸発器の冷却能力が低下するため、例えば、蒸発器を加温することで着霜した霜を除霜する除霜運転を有する冷凍・冷蔵ショーケースが知られている。 In such a freezer/refrigerated showcase, the continued cooling operation of the evaporator causes frost to form on the evaporator. For example, there is known a freezer/refrigerator showcase having a defrosting operation that defrosts frost that has formed by heating an evaporator.
例えば、特許文献1に示される冷凍・冷蔵ショーケースは、冷却器(蒸発器)の下方に配設されたヒータを加熱し、着霜した霜をすべて溶すことで冷却器を除霜する、いわゆる加熱方式の除霜運転を行うことで、冷却器の冷却能力を保つようにしている。
For example, the freezer/refrigerated showcase shown in
また、このような冷凍・冷蔵ショーケースでは、物品の出し入れがされない夜間や営業時間外等にナイトカバーを用いて外気が庫内へ流入することを防止して、冷却器を低出力で動作させている。 Also, in such a freezer/refrigerated showcase, a night cover is used to prevent outside air from flowing into the refrigerator at night or during non-business hours when articles are not put in or taken out, and the cooler is operated at a low output. ing.
しかしながら、特許文献1の冷凍・冷蔵ショーケースにあっては、適当間隔で除霜運転を行うことにより、冷却器の冷却能力を保てるものの、例えば営業時間が長時間である場合には、営業時間中に除霜運転をすることがあり、大きな熱量を有するヒータを使用して冷却器に着霜した霜を全体的に溶して除霜することで庫内の温度が急激に上昇し、冷凍または冷蔵されている物品の温度も上昇してしまうため、物品が十分に冷却されずに傷んでしまう虞があった。
However, in the freezer/refrigerated showcase of
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、略一定の温度帯で物品を長い時間保冷し続けることができる冷凍・冷蔵ショーケースを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a freezer/refrigerator showcase capable of keeping articles cold for a long time in a substantially constant temperature range.
前記課題を解決するために、本発明の冷凍・冷蔵ショーケースは、
蒸発器の除霜運転の間に庫内を冷却する冷却運転を行う冷凍・冷蔵ショーケースであって、
前記蒸発器の下流側には電磁弁が接続されており、
前記冷却運転は、前記蒸発器を冷却する通常冷却パターンと、前記除霜運転よりも低温度帯かつ短時間で行われ、前記電磁弁を閉塞して前記蒸発器内部の圧力を高め前記蒸発器を昇温させる着霜抑制冷却パターンと、を繰り返し行うものであり、
前記着霜抑制冷却パターンにおいて、前記蒸発器の温度が0度以下かつ0度近傍の所定温度に到達したことを受けて時間計測手段により時間を計測し、当該計測された時間が所定時間となるときに、前記着霜抑制冷却パターンから前記通常冷却パターンに切換えることを特徴としている。
この特徴によれば、通常冷却パターンと着霜抑制冷却パターンとを交互に行うことで、庫内温度の温度上昇を抑えつつ、蒸発器に着霜する霜の量を低減できることから、除霜運転までの間隔を長くすることができる。これにより、除霜運転における温度帯よりも低い略一定の温度帯で物品を長い時間保冷し続けることができる。
In order to solve the above problems, the freezer/refrigerated showcase of the present invention includes:
A freezer/refrigerator showcase that performs a cooling operation to cool the inside of the refrigerator during the defrosting operation of the evaporator,
A solenoid valve is connected to the downstream side of the evaporator,
The cooling operation is performed in a lower temperature range and in a shorter time than the normal cooling pattern for cooling the evaporator and the defrosting operation, and closes the electromagnetic valve to increase the pressure inside the evaporator. and a frost formation suppression cooling pattern that raises the temperature of
In the frost suppression cooling pattern, when the temperature of the evaporator reaches a predetermined temperature of 0 degrees or less and near 0 degrees, the time is measured by the time measuring means, and the measured time becomes the predetermined time. It is characterized in that the frost formation suppression cooling pattern is occasionally switched to the normal cooling pattern.
According to this feature, by alternately performing the normal cooling pattern and the frost formation suppression cooling pattern, it is possible to reduce the amount of frost that forms on the evaporator while suppressing the temperature rise in the refrigerator. interval can be lengthened. Thereby, the article can be kept cold for a long time in a substantially constant temperature zone lower than the temperature zone in the defrosting operation.
前記蒸発器は、前記着霜抑制冷却パターンにおいて、該蒸発器内部の圧力が高められることを特徴としている。
この特徴によれば、蒸発器内部の圧力を高めることで、蒸発器の温度を高めることができることから、蒸発器の温度制御が容易であるとともに、蒸発器の内部から着霜した部分を昇温することで、全体を溶かすことなく霜を落下させ易いことから、着霜抑制の効率が良い。
The evaporator is characterized in that the pressure inside the evaporator is increased in the frost suppression cooling pattern.
According to this feature, since the temperature of the evaporator can be raised by increasing the pressure inside the evaporator, it is possible to easily control the temperature of the evaporator and raise the temperature of the frosted portion from the inside of the evaporator. By doing so, the frost can be easily dropped without melting the whole, so the efficiency of frost formation suppression is good.
前記蒸発器の下流側には、電磁弁が接続されていることを特徴としている。
この特徴によれば、電磁弁を閉鎖することで蒸発器内の圧力が高まり、蒸発器の温度が高まることから、蒸発器の温度制御が容易である。
A solenoid valve is connected to the downstream side of the evaporator.
According to this feature, closing the electromagnetic valve increases the pressure in the evaporator and raises the temperature of the evaporator, thereby facilitating temperature control of the evaporator.
前記蒸発器は、前記着霜抑制冷却パターンにおいて、該蒸発器の温度を検出する温度センサと、該温度センサの検出した温度が前記低温度帯である時間を所定時間計測する時間計測手段と、を用いて該着霜抑制冷却パターンから前記通常冷却パターンに切換えられることを特徴としている。
この特徴によれば、着霜抑制冷却パターンにおいて、蒸発器が低温度帯にある時間が所定時間計測されることで、該着霜抑制冷却パターンから通常冷却パターンに切換えられることから、物品温度が上がりにくい。
The evaporator includes a temperature sensor that detects the temperature of the evaporator in the frost suppression cooling pattern, a time measuring means that measures the time during which the temperature detected by the temperature sensor is in the low temperature range for a predetermined time, and is used to switch from the frost formation suppression cooling pattern to the normal cooling pattern.
According to this feature, in the anti-frost cooling pattern, when the time during which the evaporator is in the low temperature zone is measured for a predetermined time, the anti-frost cooling pattern is switched to the normal cooling pattern. Hard to get up.
前記時間計測手段は、-2度~0度の範囲のいずれかの所定温度から所定時間の計測を開始することを特徴としている。
この特徴によれば、蒸発器の温度が0度近傍に保たれて着霜を抑制しつつ、庫内の過度な温度上昇を防止している。
The time measuring means is characterized in that it starts measuring the predetermined time from a predetermined temperature within a range of -2°C to 0°C.
According to this feature, the temperature of the evaporator is kept near 0 degrees to suppress frost formation, while preventing an excessive temperature rise in the refrigerator.
前記着霜抑制冷却パターンは、前記冷却運転において、所定間隔おきに行われることを特徴としている。
この特徴によれば、着霜する霜の量を長時間に亘って抑制することができる。
The frost formation suppression cooling pattern is characterized in that it is performed at predetermined intervals in the cooling operation.
According to this feature, the amount of frost forming can be suppressed over a long period of time.
本発明に係る冷凍・冷蔵ショーケースを実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。 A mode for carrying out a freezer/refrigerated showcase according to the present invention will be described below based on an embodiment.
実施例に係る冷凍・冷蔵ショーケースにつき、図1から図10を参照して説明する。以下、図1の紙面左側を冷凍・冷蔵ショーケースの正面側(前方側)とし、その前方側から見たときの上下左右方向を基準として説明する。 A freeze/refrigerate showcase according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 10. FIG. Hereinafter, the left side of the paper surface of FIG. 1 is defined as the front side (front side) of the freezer/refrigerated showcase, and the description will be made based on the vertical and horizontal directions when viewed from the front side.
図1に示されるように、冷凍・冷蔵ショーケース1は、主に商店やスーパーマーケットやコンビニエンスストア等の食品等の商品(物品)を取り扱う販売店舗に設置され、商品を低温に保ったまま保冷、または冷凍した状態で陳列するために設置されるものであり、正面側が開口された内箱3により囲まれた保冷室5(庫内)には、商品を陳列する棚板6,6,…が上下方向に複数設置され、内箱3の下部に設けられた底部3bにも商品を陳列可能になっている。尚、本実施例の冷凍・冷蔵ショーケース1は、商品を冷蔵した状態で陳列する態様を例に挙げ説明する。
As shown in FIG. 1, a freezer/refrigerated
冷凍・冷蔵ショーケース1は、前面(図の左方)が開放された略コ字形をなす断熱構造の外箱2と、その内方の、同じく前面が開放された略コ字形の内箱3とからなるケース本体を備え、その内部空間は保冷室5となっている。内箱3の背面部3aには、前後に延びるブラケット28,28,…の後端が取付けられており、ブラケット28,28,…の上に棚板6,6,…が配設されている。この各棚板6,6,…と内箱3の底部3bとの上面に、商品が陳列されるようになっている。
The freezer/refrigerated
外箱2と内箱3との間には、通風路7が形成され、この通風路7の垂直部と水平底部には、それぞれ蒸発器8と送風機9が設置されている。後述するように蒸発器8は、その周囲の空気を冷却することができるようになっている。また、蒸発器8の前面側には、断熱材29が設けられており、蒸発器8と内箱3を介した保冷室5側との熱交換が抑えられている。ケース本体の上部の前端には、通風路7と連通する冷気吹出口10が下向きに形成され、ケース本体の下部前端の上端には、上方に開口する冷気の吸込口11が形成されている。
A ventilation passage 7 is formed between the
蒸発器8は、通常運転時(営業時間中)における冷却設定温度(吹出口温度)が-2.5度前後となるように設定されており、本実施例の条件下において、庫内温度が0.0度前後、物品温度が2.0度前後となっている(図7参照)。尚、ここでいう庫内温度は、棚板6,6,…付近(商品に近い場所)の温度を指すとともに、冷凍・冷蔵ショーケース1の保冷室5内に陳列される商品に応じて図示しない制御部を操作することで変更することができる。また、ここでいう物品温度は、棚板6,6,…および底部3bに陳列された各商品の平均温度を指す。さらに尚、本実施例において説明する各温度については、その温度を限定されるものではなく、適宜変更されればよいものであって、他の数値についても同様である。
The
送風機9を作動させると、蒸発器8により冷却された冷気は、矢印のように、通風路7内を上方に向かって流れ、冷気吹出口10より、下方の吸込口11に向かって吹き出される(以降、このように循環される空気(冷気)を、単に「循環空気」と記載)。これにより、ケース本体の前面の開放面に冷気のエアカーテン12が形成されるとともに、その冷気の一部が保冷室5内に流入することにより、陳列商品が保冷されるようになる。
When the
次いで、冷凍・冷蔵ショーケース1における蒸発器8について説明する。図3に示されるように、蒸発器8は、その内部に冷媒16が流れる銅管である伝熱管15を備え、この伝熱管15は、複数のフィン30,30,…を貫通して蛇行するように延びている。これにより、伝熱管15と周囲の空気との接触面積が増え、送風機9からの送風が効率よく当たり、冷却効率が向上している。尚、この伝熱管15は、銅管に限らず、熱伝導率の高い金属製や樹脂製の管であってもよい。
Next, the
伝熱管15は、複数のフィン30,30,…(説明の便宜上、一部図示)を貫通する複数の直管部15a,15a,…と、隣接する直管部15a,15aの端部同士を繋ぐUベンド部15b,15b,…と、から構成されており、組み立てが容易となっている。
The
伝熱管15は、構造上、Uベンド部15b,15b,…が端部に位置しており、Uベンド部15b,15b,…に対して送風機9からの送風が当たりづらくなっているため、Uベンド部15b,15b,…には、直管部15a,15a,…に比べて着霜し易くなっている。
Structurally, the
また、蒸発器8の伝熱管15において熱交換が起こりにくいUベンド部15b,15b,…の中でも、通風路7上流側に位置するUベンド部15b’は、通風路7内の冷却前の空気と接触するため、着霜が最も大きくなる。このUベンド部15b’の上流側に接続される直管部15a’には、上流側に第1温度センサH1が、下流側に第2温度センサH2が、それぞれ設けられている。
Among the
第1温度センサH1および第2温度センサH2が検出した検出信号(伝熱管15の表面温度)は図示しない制御部に入力される。制御部は、検出信号と設定された所定温度とを比較しON/OFF信号を出力するサーモスタットT1~T4(サーモスタットT1,T3は第1温度センサH1に、サーモスタットT2,T4は第2温度センサH2に基づいて動作)(図9参照)の機能や、設定された各所定時間の計測を行うタイマM1~M5(時間計測手段)の機能を有している。また、制御部は、後述する第1電磁弁S1および第2電磁弁S2に接続され、これらを開閉制御する。さらに、制御部には、棚板6,6,…の近傍や冷気吹出口10の近傍に設けられた図示しない複数の温度センサが接続されており、該温度センサが検出した検出信号(庫内温度や蒸発器8を通過した空気の温度)が入力されている。
Detection signals (surface temperatures of the heat transfer tubes 15) detected by the first temperature sensor H1 and the second temperature sensor H2 are input to a control unit (not shown). The controller compares the detection signal with a preset temperature and outputs ON/OFF signals from thermostats T1 to T4 (thermostats T1 and T3 are connected to the first temperature sensor H1, and thermostats T2 and T4 are connected to the second temperature sensor H2). ) (see FIG. 9) and functions of timers M1 to M5 (time measuring means) for measuring each set predetermined time. The controller is also connected to a first electromagnetic valve S1 and a second electromagnetic valve S2, which will be described later, and controls opening and closing of these valves. Furthermore, the controller is connected to a plurality of temperature sensors (not shown) provided near the
尚、本実施例では、第1温度センサH1および第2温度センサH2が伝熱管15の直管部15a’の上流側および下流側における表面温度を計測する形態を例示したが、伝熱管15の他の部位の表面温度を1つまたは3つ以上の温度センサで計測するようになっていてもよい。また、各温度センサにより、伝熱管15の表面温度、蒸発器8を通過した空気の温度、庫内温度、および物品温度を計測していたが、温度センサは、伝熱管15の表面温度、蒸発器8を通過した空気の温度、庫内温度、または物品温度のうち、少なくとも1箇所を計測できる位置に設けられていればよい。
In this embodiment, the first temperature sensor H1 and the second temperature sensor H2 measure the surface temperature upstream and downstream of the
図2に示されるように、蒸発器8は、冷凍サイクルの配管系統Fの一部である。詳しくは、蒸発器8の伝熱管15の上流側端部には、液化状態の冷媒16を所定の蒸発圧力となるように減圧して気化状態とする膨張弁17が設けられているとともに、該膨張弁17の上流側には第2電磁弁S2が設けられた供給管19が接続され、該第2電磁弁S2の上流側に受液器18が該供給管19を介して接続されている。第2電磁弁S2は、膨張弁17と受液器18との間の供給管19の流路を適宜開閉可能となっている。
As shown in FIG. 2, the
また、蒸発器8の伝熱管15の下流側端部には、第1電磁弁S1が設けられる導出管23が接続され、該第1電磁弁S1の下流側には、蒸発器8内で蒸発した気化状態の冷媒16を吸い込むとともに、該冷媒16を圧縮して受液器18側に送り出す圧縮器21(ポンプ)が接続されており、該圧縮器21は、凝縮器22を介して受液器18に接続されている。この凝縮器22は、圧縮器21により圧縮された高圧気化状態の冷媒16の熱を外部に放出して冷媒16を液化状態にするものである。
A lead-out
尚、図2では、液体(液化)状態の冷媒16を実線で、気体(気化)状態の冷媒16を破線で示した。また、受液器18内の液化状態の冷媒16の温度は、例えば夏場では、35度から40度程度となっており、冬場では、20度程度となっている。
In FIG. 2, the refrigerant 16 in a liquid (liquefied) state is indicated by a solid line, and the refrigerant 16 in a gaseous (vaporized) state is indicated by a broken line. The temperature of the liquefied refrigerant 16 in the
図2および図4~図6に示されるように、第1電磁弁S1は、伝熱管15と導出管23とを連通させる態様(図4参照)と、伝熱管15と導出管23とを遮断する態様(図5,図6参照)と、に切り換え可能となっている。また、第2電磁弁S2は、供給管19と伝熱管15とを連通させる態様(図4,図5参照)と、供給管19と伝熱管15とを遮断する態様(図6参照)と、に切り替え可能となっている。
As shown in FIGS. 2 and 4 to 6, the first solenoid valve S1 connects the
また、第1電磁弁S1は、通電時において閉状態であり、非通電時において開状態である、いわゆるノーマルオープンの弁であることから、停電等の非通電時には、第1電磁弁S1が開状態となり、蒸発器8内に冷媒16が残留することを防止できる。これにより、運転を再開させた際に液バック現象の発生を防ぐことができる。尚、液バック現象の発生を防止するために、第1電磁弁S1と圧縮器21との間に、逆止弁を配置してもよい。
In addition, the first solenoid valve S1 is a so-called normally open valve that is closed when energized and open when de-energized. state, and the refrigerant 16 can be prevented from remaining in the
本実施例における冷凍・冷蔵ショーケース1は、図7,図9に示されるように、設定された時間(12時間)毎に蒸発器8の除霜を行うための除霜運転Dが行われ、除霜運転Dと次の除霜運転Dとの間に、保冷室5を冷却するための冷却運転Cが行われる。この冷却運転Cでは、通常冷却パターンP1と着霜抑制冷却パターンP2とが繰り返し行われる。次に、これら通常冷却パターンP1、着霜抑制冷却パターンP2および除霜運転Dにおける冷凍サイクルの配管系統Fの運転態様について、図4~図10を用いて、個別に説明する。尚、本実施例における、着霜抑制(着霜を抑制)とは、霜を大きくしない、霜を減らす、または、霜が完全に取り除かれることを含む。
As shown in FIGS. 7 and 9, the freezer/
先ず、冷却運転Cの通常冷却パターンP1における冷凍サイクルの配管系統Fの運転態様について説明する。図2,図4に示されるように、第1電磁弁S1および第2電磁弁S2は開状態とされており、伝熱管15と導出管23とが、伝熱管15と供給管19とがそれぞれ連通されている。圧縮器21の作動により、受液器18に貯留された液化状態の冷媒16が、蒸発器8に向けて供給管19および膨張弁17を介して送り出される。この液化状態の冷媒16は、膨張弁17によって所定の蒸発圧力となるように減圧され、気化状態となる。蒸発器8の伝熱管15内に流入した気化状態の冷媒16が、通風路7内の空気から熱を奪うことにより、通風路7内の空気が冷却される。
First, the operation mode of the piping system F of the refrigeration cycle in the normal cooling pattern P1 of the cooling operation C will be described. As shown in FIGS. 2 and 4, the first electromagnetic valve S1 and the second electromagnetic valve S2 are in an open state, and the
また、通常冷却パターンP1では、庫内温度を略一定に保持するため、圧縮器21の出力(回転数)を一定にしながら(圧縮器21の出力を加減しなくとも)、制御部の制御(例えばPWM制御)による第2電磁弁S2の開閉動作により蒸発器8内への冷媒16の供給と停止を繰り返すことで、蒸発器8による冷却能力を制御することができる。
In addition, in the normal cooling pattern P1, in order to keep the inside temperature substantially constant, the control unit controls ( The cooling capacity of the
蒸発器8の伝熱管15を通過した気化状態の冷媒16は、伝熱管15に連通した導出管23に流入し、圧縮器21および凝縮器22を介して受液器18に戻される。この循環を繰り返すことにより、蒸発器8の通常冷却パターンP1が連続して継続される。尚、蒸発器8が通常冷却パターンP1における伝熱管15の表面温度は、伝熱管15内に流入した気化状態の冷媒16によって-9度前後となっている(図7参照)。また、上述したように、庫内温度が0.0度前後、物品温度が2.0度前後である(図7参照)。
The vaporized
尚、通常冷却パターンP1は、着霜抑制冷却パターンP2または除霜運転Dの前に必ず行われるように制御されており、十分に保冷室5が冷却された状態で着霜抑制冷却パターンP2または除霜運転Dが行われることから、庫内温度の過度な上昇を防止することができる。 The normal cooling pattern P1 is controlled so as to always be performed before the frost formation suppression cooling pattern P2 or the defrosting operation D, and the frost formation suppression cooling pattern P2 or the frost formation suppression cooling pattern P2 or Since the defrosting operation D is performed, it is possible to prevent an excessive rise in the internal temperature.
ここで、通常冷却パターンP1の経過時間に応じた伝熱管15への着霜量について説明する。図10(a)に示されるように、通常冷却パターンP1を開始すると、空気中の水分を凝縮した水滴が伝熱管15の外表面に付着し、そこから霜柱33,33,…が発生する(霜柱発生期)。次いで、図10(b)に示されるように、霜柱33,33,…を骨格としてその周囲に氷・空気混合体34,34,…が発生する(霜層成長期)。次いで、図10(c)に示されるように、氷・空気混合体34,34,…が時間の経過とともに増加し、霜柱33,33,…間の隙間を埋めて密度を高め、凝固して一体の霜層となる(霜層成熟期)。この霜層成熟期に到達すると、蒸発器8の冷却能力が顕著に低下することから、除霜運転(後述する、加熱方式、オフサイクル方式、本実施例の除霜運転D等)を行う必要がある。
Here, the amount of frost formed on the
次に、着霜抑制冷却パターンP2における冷凍サイクルの配管系統Fの運転態様について説明する。尚、蒸発器8が通常冷却パターンP1における冷凍サイクルの配管系統Fの運転態様の説明と重複する点については説明を省略する。
Next, the operation mode of the piping system F of the refrigeration cycle in the frost formation suppression cooling pattern P2 will be described. It should be noted that the description of the
図8,図9(a)に示されるように、通常冷却パターンP1が開始されてからタイマM2の計測時間が50分に到達すると、第1電磁弁S1が閉動作され、着霜抑制冷却パターンP2の温度上昇過程α1が開始される。これにより、冷媒16が蒸発器8内に滞留するとともに、圧縮器21の作動によって送り出される後続の冷媒16が蒸発器8内に流入し続けるため(図5参照)、第1電磁弁S1の閉動作の直後から蒸発器8内の冷媒16の圧力が急上昇し、伝熱管15が急速に昇温(図8参照)する。
As shown in FIGS. 8 and 9A, when the time measured by the timer M2 reaches 50 minutes after the start of the normal cooling pattern P1, the first solenoid valve S1 is closed, and the frost suppression cooling pattern P1 is started. The temperature rise process α1 of P2 is started. As a result, the refrigerant 16 stays in the
第1温度センサH1および第2温度センサH2が個別に測定した温度が共に(伝熱管15の表面温度が)-1度(所定温度)に到達したことを受けて(図8参照)、サーモスタットT1,T2が共に作動状態(ON)となり、タイマM1による時間の計測が開始され、温度一定過程α2が開始される。尚、温度一定過程α2についても温度上昇過程α1と同様に、第1電磁弁S1が閉動作かつ第2電磁弁S2が開動作されているが、説明の便宜上区別している。 In response to the fact that the temperatures individually measured by the first temperature sensor H1 and the second temperature sensor H2 (the surface temperature of the heat transfer tube 15) both reached -1 degrees (predetermined temperature) (see FIG. 8), the thermostat T1 , T2 are both activated (ON), time measurement by the timer M1 is started, and the temperature constant process α2 is started. In the temperature constant process α2, the first solenoid valve S1 is closed and the second solenoid valve S2 is opened in the same manner as in the temperature rise process α1, but they are distinguished for convenience of explanation.
温度一定過程α2において、第1温度センサH1および第2温度センサH2が個別に測定した温度が共に-1度以上であればタイマM1は時間の計測を継続し、-1度以上である時間が4分(所定時間)に到達すると、制御部は、第1電磁弁S1を開動作させ、通常冷却パターンP1に移行する。これにより、冷媒16が蒸発器8内を通過可能となるため、高圧状態にあった蒸発器8から冷媒16が圧縮器21に流入していくことで、蒸発器8内の圧力が通常冷却パターンP1平常時の圧力に急速に復帰するとともに、蒸発器8の冷却が即座に開始されるため、庫内温度や物品温度への影響を抑えることができる。
In the temperature constant process α2, if the temperatures individually measured by the first temperature sensor H1 and the second temperature sensor H2 are both −1° C. or higher, the timer M1 continues to measure the time, and the time when the temperature is −1° C. or higher. After reaching 4 minutes (predetermined time), the controller opens the first solenoid valve S1 and shifts to the normal cooling pattern P1. As a result, the refrigerant 16 can pass through the
一方で、温度一定過程α2において第1温度センサH1または第2温度センサH2が個別に測定した温度のいずれかが-1度を下回ると、タイマM1がリセットされた後、温度上昇過程α1に戻り、次の温度一定過程α2では、再び0からタイマM1による時間の計測が行われる。 On the other hand, when either the temperature measured individually by the first temperature sensor H1 or the second temperature sensor H2 falls below -1°C in the constant temperature process α2, the timer M1 is reset, and then the process returns to the temperature increasing process α1. , in the next constant temperature process α2, time is measured again from 0 by the timer M1.
このように、温度一定過程α2では、氷の融点(0度)に近い-1度以上に伝熱管15の表面温度が連続して4分間保持されることから、霜の伝熱管15に付着している部分が該伝熱管15の内側から直接昇温され、溶かされ易い。加えて、伝熱管15の表面温度が-1度以上であるため、新たに着霜しにくい。すなわち、温度一定過程α2では、4分間に亘って概ね伝熱管15の表面温度が0度を下回り、0度以上に到達しにくく、庫内温度の上昇を防止しつつ着霜を抑制している。
In this way, in the constant temperature process α2, the surface temperature of the
また、着霜抑制冷却パターンP2は、約60分に一回行われるため、伝熱管15に着霜した霜は、概ね霜柱発生期から霜層成長期までの期間である着霜初期段階(霜の密度が疎密な状態)にある(図10(a),(b)参照)ことから、霜柱33,33,…の根元が冷媒16の熱や循環空気の熱(外気より低温)により溶かされれば、霜柱33,33,…および氷・空気混合体34,34,…が伝熱管15から落下するため、霜柱33,33,…および氷・空気混合体34,34,…全体を溶かさなくてもよい。また、通過する循環空気により霜柱33,33,…および氷・空気混合体34,34,…の熱量が奪われることで霜柱33,33,…および氷・空気混合体34,34,…の一部を溶かすことができる。これらにより、短時間で着霜を抑制することができる。
In addition, since the frost suppression cooling pattern P2 is performed about once every 60 minutes, the frost formed on the
ここで、伝熱管15の表面温度を-1度以上~0度前後の低温度帯で4分間保持する所定時間は、伝熱管15の内部から霜に熱伝達される熱量により確実に着霜を抑制する観点と、庫内温度の過度な温度上昇を防止する観点との両観点を満たすように、繰り返し行われた実験により最適化されたものである。また、温度一定過程α2において特に後半(例えば温度一定過程α2開始後3分~4分の間)であれば庫内温度への影響が小さいことから0度を上回ってもよく、例えば除霜運転D後の最初の温度一定過程α2において開始後3分間は-1度~0度の範囲となるように設定しておけばよい。尚、温度一定過程α2の所定時間については、実際に使用される環境に応じて4分未満や5分以上等に適宜変更してもよい。
Here, the predetermined time of holding the surface temperature of the
また、着霜抑制冷却パターンP2では、蒸発器8の温度が0度近傍に保たれているとともに、上述したように霜柱33,33,…および氷・空気混合体34,34,…の熱量を循環空気が奪うため、該蒸発器8を通過した循環空気の吹出口温度が平均0度前後(図8参照)となっている。この循環空気により保冷室5の冷却が継続して行われていることから、保冷室5の過度な温度上昇が防止されている。さらに、着霜抑制冷却パターンP2では、後述する加熱方式やオフサイクル方式の除霜運転に比べて着霜抑制にかかる熱量が少ないため、庫内温度に影響を与え難く、冷凍・冷蔵ショーケース1の熱効率が高い。
In addition, in the frost suppression cooling pattern P2, the temperature of the
これらのことから、冷却運転Cにおいて、通常冷却パターンP1と着霜抑制冷却パターンP2とを繰り返し行うことにより、除霜運転Dを必要とする霜層成熟期に至るまでの時間(蒸発器8の所望以上の冷却能力)を、前回の除霜運転Dが開始されてから12時間以上(長時間)確保することができる。すなわち、着霜する霜の量を長時間に亘って抑制することができる。
From these things, in the cooling operation C, by repeatedly performing the normal cooling pattern P1 and the frost formation suppression cooling pattern P2, the time until the maturity of the frost layer that requires the defrosting operation D (the time of the
また、図8に示されるように、着霜抑制冷却パターンP2において、庫内温度が最高で2.0度前後、物品温度が最高で3.0度前後に上がるものの、通常冷却パターンP1よりも着霜抑制冷却パターンP2は相対的に短時間であり、上昇温度も小さいことから、冷却運転C全体を通して考えるとその影響は僅かであるとともに、通常冷却パターンP1によりすぐに復旧することができるため、冷却運転C全体では、庫内温度が平均約0.0度に、物品温度が平均約2.0度に保たれる。 Further, as shown in FIG. 8, in the frost suppression cooling pattern P2, although the inside temperature rises to a maximum of around 2.0 degrees and the article temperature rises to a maximum of around 3.0 degrees, it is higher than the normal cooling pattern P1. Since the frost formation suppression cooling pattern P2 is relatively short and the temperature rise is small, the effect is slight when considering the entire cooling operation C, and the normal cooling pattern P1 can be quickly restored. In the entire cooling operation C, the inside temperature is maintained at an average of about 0.0°C, and the article temperature is maintained at an average of about 2.0°C.
また、着霜抑制冷却パターンP2において、蒸発器8が低温度帯(-1度~0度前後)にある時間が4分間計測されることで、該着霜抑制冷却パターンP2から通常冷却パターンP1に切換えられることから、物品温度が上がりにくい。
In addition, in the frost suppression cooling pattern P2, the time during which the
尚、通常冷却パターンP1から着霜抑制冷却パターンP2に切り換わる時間は、自由に設定変更できるが、約60分に一回以上の頻度で着霜抑制冷却パターンP2を行い、着霜初期段階で着霜抑制冷却パターンP2が行われるようにすることが好ましい。他の例として、例えば、除霜運転D終了後3時間は60分毎に、その後6時間は50分毎に、その後3時間は40分毎に着霜抑制冷却パターンP2が行われる等、徐々に着霜抑制冷却パターンP2間の時間が短くなるように制御されてもよい。 The time for switching from the normal cooling pattern P1 to the frost formation suppression cooling pattern P2 can be freely changed, but the frost formation suppression cooling pattern P2 is performed at a frequency of once or more in about 60 minutes, and at the initial stage of frost formation, It is preferable to perform the frost formation suppression cooling pattern P2. As another example, for example, the frost suppression cooling pattern P2 is performed every 60 minutes for 3 hours after the completion of the defrosting operation D, every 50 minutes for 6 hours after that, and every 40 minutes for 3 hours thereafter. control may be performed so that the time between the frost formation suppression cooling pattern P2 is shortened.
次に、除霜運転Dにおける冷凍サイクルの配管系統Fの運転態様について説明する。尚、蒸発器8が通常冷却パターンP1または着霜抑制冷却パターンP2における冷凍サイクルの配管系統Fの運転態様の説明と重複する点については説明を省略する。
Next, the operating mode of the piping system F of the refrigeration cycle in the defrosting operation D will be described. It should be noted that the description of the operation mode of the piping system F of the refrigeration cycle in which the
図9(b)に示されるように、除霜運転Dの温度上昇過程β1は、前回の温度上昇過程β1が開始されてからタイマM5の計測時間が12時間分を経過することで開始され、伝熱管15の表面温度を+3度以上に昇温させる(図7参照)こと以外は、着霜抑制冷却パターンP2の温度上昇過程α1と同様である。
As shown in FIG. 9B, the temperature rise process β1 of the defrosting operation D is started when 12 hours have passed since the previous temperature rise process β1 was started, and The temperature rise process α1 of the frost formation suppression cooling pattern P2 is the same as the temperature rise process α1 except that the surface temperature of the
図7に示されるように、温度上昇過程β1では、伝熱管15の表面温度が昇温される中、0度前後(±1度程度)において、該昇温が上述したように伝熱管15の表面に着霜した霜が当該伝熱管15の熱量を奪うことで停滞する。本実施例では、冷却運転Cにおいて通常冷却パターンP1と着霜抑制冷却パターンP2とが繰り返し行われることから、短時間で昇温の停滞を終わらせることができる。
As shown in FIG. 7, in the temperature rise process β1, while the surface temperature of the
図9(b)に示されるように、温度一定過程β2は、伝熱管15の表面温度が連続して+3度以上である時間がタイマM3により7分計測され、温度一定過程β2の後、第2電磁弁S2が閉動作され、その時間がタイマM4により4分計測され、圧力保持過程β3に移行すること以外は、着霜抑制冷却パターンP2の温度一定過程α2と同様である。
As shown in FIG. 9B, in the constant temperature process β2, the time during which the surface temperature of the
除霜運転Dでは、伝熱管15の表面温度が0度以上に昇温され、連続して+3度以上である時間が7分間保持されるため、伝熱管15の表面に付着する霜が塊(霜層成熟期)であっても、霜の伝熱管15の表面に接触する部分が次々に融かされていき、霜の塊全体を溶かさなくとも当該霜が落下することから、短時間で除霜を行うことができる。また、霜の付着しやすい上流側の直管部15a’の左右に離間した位置に第1温度センサH1および第2温度センサH2を配置しているため、伝熱管15の表面全体の霜を十分に除霜できる。
In the defrosting operation D, the surface temperature of the
圧力保持過程β3では、伝熱管15の表面温度が+3度以上にある状態で第2電磁弁S2を閉状態にしていることから、伝熱管15の過度な昇温が防止されている。また、霜が形成されない状態で4分間保持されるため、霜が溶かされた後、伝熱管15の表面に付着したままの水を切ることができる。これにより、通常冷却パターンP1が再開されても、伝熱管15の表面に付着したままの水が当該伝熱管15の表面上で凍結することが防止されている。
In the pressure holding process β3, the second solenoid valve S2 is closed while the surface temperature of the
図9(b)に示されるように、圧力保持過程β3が開始されてからタイマM4の計測時間が4分を経過すると、制御部は、第1電磁弁S1および第2電磁弁S2の開動作により通常冷却パターンP1を開始する。これにより、着霜抑制冷却パターンP2と同様に、庫内温度や物品温度への影響を抑えることができる。 As shown in FIG. 9(b), when 4 minutes have passed since the pressure holding process β3 was started and the time measured by the timer M4 has passed, the control section opens the first solenoid valve S1 and the second solenoid valve S2. starts the normal cooling pattern P1. As a result, similar to the frost formation suppression cooling pattern P2, it is possible to suppress the influence on the inside temperature and the article temperature.
また、除霜運転Dにおいては、庫内温度が平均約5.0度、最高10.0度前後であり、物品温度が平均約3度、最高6.0度前後である。すなわち、後述する加熱方式やオフサイクル方式による除霜運転と比較して、庫内温度の上昇率が低く、陳列商品に与える影響が小さい。 In the defrosting operation D, the inside temperature is about 5.0 degrees on average and about 10.0 degrees at maximum, and the article temperature is about 3 degrees on average and about 6.0 degrees at maximum. That is, compared with the defrosting operation by the heating method or the off-cycle method, which will be described later, the rate of increase in the internal temperature is low, and the effect on the displayed products is small.
尚、前回の除霜運転Dから次回の除霜運転Dに切り換わる時間は、自由に設定変更できるが、営業時間外に行われるようにすることが好ましく、例えば、開店時間が10時であり閉店時間が21時であれば、22時と8時とに除霜運転Dが行われるようにしてもよい。他の例として、伝熱管15の表面温度により霜層成熟期(初期状態)であることを検出し、霜層成熟期に除霜運転Dが行われるようにしてもよい。
The time for switching from the previous defrosting operation D to the next defrosting operation D can be freely changed, but it is preferable to set it outside business hours. If the closing time is 21:00, the defrosting operation D may be performed at 22:00 and 8:00. As another example, the surface temperature of the
尚、着霜抑制冷却パターンP2および除霜運転Dが実行される時間が重なる場合には、除霜運転Dが優先される。 Note that when the defrosting suppression cooling pattern P2 and the defrosting operation D are performed at the same time, the defrosting operation D is given priority.
付言ながら、ヒータ等の外部熱源の輻射熱を利用した加熱方式のみの除霜(以降、「加熱方式の除霜」と表記)と自然昇温や外気によるオフサイクル方式のみの除霜(以降、「オフサイクル方式の除霜」と表記)とについては、先ず本実施例における第2電磁弁S2を閉状態とするため、圧縮器21の吸い込みにより伝熱管15内の冷媒16の蒸発圧力が急激に下がり、冷媒16の温度が瞬間的に低下(例えば-20度)した状態から除霜が行われることから、長い時間を要していた。また、オフサイクル方式の除霜は、時間がかかることから庫内温度が例えば16~18度程度に上昇し、加熱方式の除霜は、ヒータにより蒸発器が加熱されることから庫内温度をオフサイクル方式の除霜以上に上昇する虞がある。
In addition, defrosting only by the heating method using radiant heat from an external heat source such as a heater (hereinafter referred to as "heating method defrosting") and defrosting only by the off-cycle method by natural temperature rise or outside air (hereinafter referred to as " For defrosting of the off-cycle method"), first, the second solenoid valve S2 in this embodiment is closed, so that the suction of the
以上説明したように、本実施例の冷凍・冷蔵ショーケース1は、通常冷却パターンP1と着霜抑制冷却パターンP2とを交互に行うことで、庫内温度の温度上昇を抑えつつ、蒸発器8に着霜する霜の量を低減できることから、除霜運転Dまでの間隔を長くすることができる。これにより、除霜運転Dにおける温度帯(庫内温度平均約5度)よりも低い略一定の温度帯(庫内温度平均約0度)で物品を長い時間(12時間以上)保冷し続けることができる。これにより、商品が十分に冷却されるために傷みにくい。
As described above, the freezer/
また、蒸発器8内部の圧力を高めることで、蒸発器8の温度を高めることができることから、蒸発器8の温度制御が容易であるとともに、蒸発器8の内部から着霜した部分を昇温することで、全体を溶かすことなく霜を落下させ易いことから、着霜抑制の効率が良い。
In addition, since the temperature of the
また、第1電磁弁S1を閉鎖することで蒸発器8内の圧力が高まり、蒸発器8の温度が高まることから、蒸発器8の温度制御が容易である。
Also, by closing the first solenoid valve S1, the pressure in the
また、蒸発器8の所望以上の冷却能力を12時間以上確保できることから、1台の蒸発器8を有する冷凍サイクルで営業時間中の冷却能力を賄うことができる。これにより、例えば複数の蒸発器が並列に接続された冷凍サイクルを用いて、複数の蒸発器を交互に運転させることで営業時間中の冷却能力を保持する必要が無いことから、蒸発器の追加分のコストや、追加分の蒸発器を配置するスペースを省略することができる。
In addition, since the desired or more cooling capacity of the
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and any changes or additions within the scope of the present invention are included in the present invention. be
例えば、前記実施例では、冷凍サイクルは1台の蒸発器8を有する態様として説明したが、これに限らず、複数の蒸発器が並列に接続されていてもよい。
For example, in the above embodiment, the refrigerating cycle has been described as having one
また、蒸発器8は、第1電磁弁S1を閉動作させることで、圧力が上昇される態様として説明したが、これに限らず、蒸発器8に送り込まれる冷媒16の圧力が高められたり、蒸発器8の下流側の流路が狭められたりするなどのように、蒸発器8内の圧力が高められる構成であればよく、限定されるものではない。さらに、蒸発器8や霜の昇温を行うために、別途ヒータ等の外部熱源の輻射熱を利用してもよい。
Further, the
着霜抑制冷却パターンP2は、伝熱管15の表面温度が-1度に到達したことを受けて温度上昇過程α1から温度一定過程α2に切り替わる態様として説明したが、これに限らず、-2度~0度の範囲のいずれかの温度(例えば、-2度や-1.5度)に到達したことを受けて切り替わる態様であってもよい。
The frost suppression cooling pattern P2 has been described as a mode in which the temperature rising process α1 is switched to the constant temperature process α2 in response to the fact that the surface temperature of the
また、着霜抑制冷却パターンP2の低温度帯については、-1度~0前後であり、0度を上回ってもよい態様として説明したが、これに限らず、第1温度センサH1または第2温度センサH2が個別に測定した温度のいずれかが0度を上回ると、即座に第1電磁弁S1を開動作し通常冷却パターンP1に移行する態様であってもよく、第2電磁弁S2を閉動作し(図6参照)、伝熱管15の昇温を停止する態様であってもよい。これらの態様であれば、より庫内温度および物品温度の上昇を防止することができる。
In addition, the low temperature range of the frost suppression cooling pattern P2 is -1 degree to around 0 degree, and although it has been described as a mode in which it may exceed 0 degree, it is not limited to the first temperature sensor H1 or the second temperature sensor H1. When any of the temperatures individually measured by the temperature sensor H2 exceeds 0°C, the first solenoid valve S1 may be immediately opened to shift to the normal cooling pattern P1. A closing operation (see FIG. 6) may be performed to stop the temperature rise of the
時間測定手段は、タイマM1~M5である態様として説明したが、これに限らず、圧縮器21のモータの所定消費電力における回転数から時間を算出する等、所定時間を計測可能な構成であればよく、限定されるものではない。 The time measuring means has been described as a mode in which the timers M1 to M5 are used, but the present invention is not limited to this. Any, but not limited.
除霜運転Dでは、第1電磁弁S1が閉動作されることで、伝熱管15が+3度以上に昇温される態様として説明したが、これに限らず、ヒータ方式やオフサイクル方式によって除霜運転される態様であってもよく、例えば+1度以上または+5度以上等に昇温される態様であってもよく、限定されるものではない。
In the defrosting operation D, the closing operation of the first solenoid valve S1 has been described as a mode in which the temperature of the
1 冷蔵ショーケース
5 保冷室(庫内)
8 蒸発器
C 冷却運転
D 除霜運転
M1~M5 タイマ(時間測定手段)
P1 通常冷却パターン
P2 着霜抑制冷却パターン
S1 第1電磁弁
1
8 evaporator C cooling operation D defrosting operation M1 to M5 timer (time measuring means)
P1 Normal cooling pattern P2 Frost formation suppression cooling pattern S1 First solenoid valve
Claims (3)
前記蒸発器の下流側には電磁弁が接続されており、
前記冷却運転は、前記蒸発器を冷却する通常冷却パターンと、前記除霜運転よりも低温度帯かつ短時間で行われ、前記電磁弁を閉塞して前記蒸発器内部の圧力を高め前記蒸発器を昇温させる着霜抑制冷却パターンと、を繰り返し行うものであり、
前記着霜抑制冷却パターンにおいて、前記蒸発器の温度が0度以下かつ0度近傍の所定温度に到達したことを受けて時間計測手段により時間を計測し、当該計測された時間が所定時間となるときに、前記着霜抑制冷却パターンから前記通常冷却パターンに切換えることを特徴とする冷凍・冷蔵ショーケース。 A freezer/refrigerator showcase that performs a cooling operation to cool the inside of the refrigerator during the defrosting operation of the evaporator,
A solenoid valve is connected to the downstream side of the evaporator,
The cooling operation is performed in a lower temperature range and in a shorter time than the normal cooling pattern for cooling the evaporator and the defrosting operation, and closes the electromagnetic valve to increase the pressure inside the evaporator. and a frost formation suppression cooling pattern that raises the temperature of
In the frost suppression cooling pattern, when the temperature of the evaporator reaches a predetermined temperature of 0 degrees or less and near 0 degrees, the time is measured by the time measuring means, and the measured time becomes the predetermined time. A freeze/refrigerate showcase characterized in that the frost formation suppression cooling pattern is occasionally switched to the normal cooling pattern.
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