JPS60501423A - 温度及び湿度の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 温度及び湿度の制御方法 本特許出願は特に野菜の貯蔵庫に好適な温度及び湿度の制御方法に関し、被貯蔵 産品から発生する熱及び該貯蔵産品により伝搬される水分を貯蔵庫内の空気から 除去する温度及び湿度の制御方法に関する。

まず最初に、本願方法は野菜貯蔵庫の制御に用いることを意図し、特に特別の場 合以外は戸外大気の通風が好ましくない野菜の気密貯蔵及び研究用温室に用いる こと全意図する。野菜用気密貯蔵庫は、その空気組成全野菜の保存？改良する目 的で通常の大気組成と異丘るように変化させている貯蔵庫を意味する。従って、 該気密貯蔵庫においては、冷却のため戸外の空気を直接用いることは出来ない。

野菜貯蔵庫において調節すべき最も重要な因子として温度と相対湿度（ＲＨ）？ 挙げることができる。温度、相対湿度ともに野菜の呼吸作用の結果、貯蔵期間中 に上昇する傾向がある。野菜の代表的貯蔵温度はＴ＝Ｏ〜５℃であり、所望の相 対湿度はＲＨ＝８５〜９５楚である。

貯蔵庫の大きさは、農場や小売店で設置される１０〜５０トンの小型貯蔵庫から １００〜１０００トンの、もしくは１０，０００トンにも及ぶ大規模貯蔵庫まで いろいろである。この内、大規模貯蔵庫は卸元会社、食品工場、大規模専門農場 などで設置される。フレンチフライ（ジャガイモのから揚げ）工場の貯蔵空間は 、貯蔵庫当りジャガイモにして５０．（１００）ンの例がある。その貯蔵空間は ５０００トンに至る大きなジャガ、イモの山に分割される。

上述の大規模貯蔵庫においては温度及び湿度の制御システムに多大の条件が課せ られる。大きな一体化した山状積み重ねのため、産品の発する熱は山状積み重ね の表面から逃げるに十分な時間を持たない。

従って、産品の山状積み重ねを通じるところの温度の正確に制御された有効な空 気流が要求され、その空気流により産品内に生じた熱を除去することが可能とな る。ジャガイモの場合に用いられる空気の流速は、ジャガイモ１トンにつき時間 当り４０〜１２０立方メートルの範囲で変化する。

それは同時に産品から効率良く水金蒸発させることにつながり、重量の損失をも たらすことになる。重量損失の程度が冷却に用いられる空気の相対湿度に影響さ れることは疑いの余地が無い。相対湿度は高ければ高い程、重量損失は少なくな る。しかし、格別に高い相対湿度は、冷却用空気中に含まれる霧も、水滴が産品 上に凝結する危険を伴う。かよりな水滴の凝結は植物の病気の発生を促進するこ とになる。

野菜貯蔵庫中の温度及び湿度全制御する方法として従来より知られているものの いくつか全下達する。

１　圧縮機操作による冷却装置のみによる冷却。

その場合は、圧縮機の気化放熱器を被冷却空間中に配置する。

圧縮機法全採用した場合、費用の面から被冷却空気と気化放熱器の間に大きな温 度差（５〜９℃）をもうける必要があるため、空気は乾燥する。従って、たとえ ば、気化加湿器を用いて、人工的に貯蔵庫内の空気に水を添加することが必要と なる。それゆえ、上述の方法で貯蔵庫内の相対湿度を制御することはエネルギー の損失を伴うことになる。なぜなら、電力を用いて最初は気化した同一の水がす ぐに水又（・マ氷として圧縮機の気化放熱器上に凝結し、後者の場合は、気化器 に時折、電力？用いて解氷することが必要となる。他方、圧縮機全１年中運転す ることは大量のエネルギーを消費することになり、該装置の早期老朽化につなが る。

圧縮機操作による冷却装Ｒを用いた冷蔵庫に関す教科ｔ）Ｊスオメン　キュルマ アユフデイステスアール、ウー、（フィンランド冷却協会）発行、オイランスイ ーーフィンランド、ラウマ出版（１９７９）に出ている。

２、外気のみによる冷却 この方法では、貯蔵庫中の温められた内部の空気は貯蔵庫壁に取り付けられてい るゲートと送風機によってより冷たい外気と入れ代えられる。第１図は外気を用 いた冷却の原理全示している。産品の冷却のために、混合空気１２が用いられる 。その混合空気は外気１６と内部の空気１５ケゲート９によって混合することに よりできたものであり、混合空気の温度は植物の耐え得る限界、つまり植物より も２〜３℃冷たい温度範囲内にある。混合空気１２は典型杓には床下ダクト２０ ’を経由して産品１１へ送られる。

混合空気の相対湿度は利用できる外気と内部の空気の相対湿度及び温度に従って 決１す、実際上大抵つ場合、極端に低く、そのため貯蔵時期の肋間に最大１０〜 １５％の重量損失が起こる。

上記の理由のゆえに、このような貯蔵庫（（おける湿度の制御は大抵の場合湿度 の上昇ヶ意味して２つ、この上昇は混合空気中に蒸気全入れたり又は水を噴霧し たりすることによって行なわれる。しかし、加湿装置の使用は一般的になってい ない。というのシま下記の理由でこの装置の操作は困難であり不経通であるため である： ａ、冷却空気の湿度の調節がうまくいくかどうかは相対湿度測定装置の信頼性と 加湿装置の調節能力に極めて大きく依存している。冷却用空気は典型的にはダク ト中ｆ　５　ｍ／ｓの速度で流れ、その場合水を蒸発させ、又湿度を測定するた めの時間は極めて短い。相対湿度測定装置の誤差や加湿器の調節能力が貧弱であ ることにより、一時過剰に水が添加されることがあり、その場合、野菜の表面が 湿り、貯蔵損失音引き起こす病気が容易に広がることがあり得る。

ｂ、湿度検知器と加湿器は頻繁な目盛定めや保全が必要であり、従って維持費が 増大する。

３　圧縮機冷却と外気による冷却の組合せ上記の方法の組合せにより、−年中使 用可能な貯蔵庫が得られ、又圧縮機のみを用いて冷却される貯蔵庫に比べてエネ ルギー消費量を著しく少なくすることができる。しかし、現在の加湿法における 経済性の乏しさについて上に述べた事柄は依然として当てはまる。この方法は気 密貯蔵庫に用いることはできない。

温度と湿度の制御が別個の装置により別個に制御されているという点は、大規模 貯蔵庫に適したすべての従来技術に特徴的な事である。外気による加熱及び冷却 は過度の乾燥金もたらすため、この乾燥全別個の加湿装置を用いて貯蔵庫中の空 気に水全加えることによって相殺する試みがなされている。、空気の湿度制御を 実際に試みている先行技術すべてにおいて、その制御はある段階で水の添加によ って行なわれている。その例として、例えば米国特許第３．８７７，５１２カス び第４，１１８，９４５号が挙げられる。

先行技術において、小さな梱包や冷蔵庫に適した方法も知られており、それは西 独特許第９４４，４９５号及び米国特許第３，６３３，３７５号に記載されてい る。その方法においては、制御しようとする空間の相対湿度が高くなるが、これ らの場合、しかしながら相対湿度の制御について語ることはできず、湿度それ自 体は条件によって決まるレベルにある。

上述の特許による貯蔵庫では、圧縮機の気化放だす器は冷蔵貯蔵庫空間内には配 置されていないが、それによって生じる冷気は隣接する冷凍貯蔵庫から冷蔵貯蔵 庫へと１枚又は全部の壁に設けられた二重構造即チ゛マントル″ヲ通じて対流に より移動する。

そのよりなパマントル冷蔵法”は冷凍貯蔵庫と冷蔵貯蔵庫の両方を有する複合貯 蔵庫のみに、しかも、貯蔵庫内の内部の空気流通の問題のために、非常に小さな 貯蔵庫のみに適合するものである。内部の空気流通の問題については後に詳細に 考察する。該貯蔵庫は、この冷蔵法の必要条件に従って、最初から設計し建造し なければならない。即ち、現存する建造物にはほとんど適用することができない 。

上述の欠点に加えて、前記西独国特許第９４４，４９５号及び米国特許第３，６ ３３．３７５号の方法は更に、それらの方法を用いると、貯蔵庫内部の空気流通 を行なうのが難しいという欠点を有する。大量の熱を発生するような野菜や果実 ？貯蔵する貯蔵庫では、産品全適当な温度に保つためには、貯蔵庫の壁と天井を 適当な温度に保つだけでは不充分であり、空気の気流を産品を通して送り、その 空気の気流によって産品によって発生した熱全産品の山状積み重ねの内部から除 く必要がある。小さな貯蔵庫のため、主として熱全発生しない食品の貯蔵のため 用いられるこれらの方法では、大規模貯蔵庫の温度と相対湿度？制御するのは難 しい。何故ならば、貯蔵庫内に発生する熱は貯蔵庫の壁を通して放出されるので あるが、そのような壁による放熱を果たすためには、野菜を通して流れる空気の 流れを作って貯蔵庫の壁に直流させることが必要だからである。

貯蔵庫の容積全増加させても、その壁の面積の増加は貯蔵されるものの量に比べ て刀・なりゆるやかであり、壁を冷却面に使用することは難しくなる。大規模貯 蔵庫（１００〜１０００　トン）では、状況は更に困難になる。なぜなら、少く とも壁の面積の４分の１？大きな扉やフォークトラック用の通行路のために期用 しなければならなくなる。

また、先行技術、即ち米国特許第３，６３３，３７５号及び第４，１１８，９４ ５号及び西独国特許第９４４，４９５号の方法はすべて、圧縮機の気化放熱器上 の氷の堆積を防ぐことはできなかったという欠点を有する。

本特許出願による温度及び湿度の制御方法によれば、前記欠点全除去することが 可能である。目的は、野菜および果実貯蔵庫内の温度及び湿度の制御方法を提供 することであり、本方法によれば、冷却するに際し、屋外の空気の使用と機械的 冷却の両方を利用することができ、また同時に、貯蔵庫内の温度と相対湿度を正 確にそして水の添加全目的とする装置を用いる必要のない方法で制御することが できる。

本方法を用いれば、二酸化炭素は冷却用空気とともに貯蔵庫の外に排出すること ができないので、屋外の空気全たとえ気密貯蔵庫の場合でも冷却用に用いること ができる。これは先行技術では不可能でちった。本方法を用いれば、何よりもま ず貯蔵されている品物の内部の空気の流通全能率的に行なうことができるので、 本方法は小規模でも大規模でも又、新しくても古くても、そして箱用貯蔵庫、嵩 高産品用貯蔵庫並びに気密貯蔵庫のいずれにも等しく都合よく適用することがで きる。

本方法においては冷却装置の運転はほとんど場所全必要としないで遂行すること ができるし、また、冷却装置はその可変性のために、たとえ現存の貯蔵庫が（’ ］か他の冷却方法を行なうように最初に設計されていたとしても、現存の貯蔵庫 に容易に設置することができる。

前記の効果を得るという点から、１だ先行技術の方法の欠点を避けるという点か ら、本特許出願による野菜及び果実貯蔵庫内の温度と湿度の制御方法は、王に本 願特許請求の範囲に記載の事項によって特徴づけられる〇 本発明の方法及び本発明に用いられる装置及び建造物について、添付図面會参照 して以下詳細に説明する。しかしながら、本発明の方法は、該図面に示されたも のに限定されるものではない。

第１図は、従来技術（（よる温度制御７ステムケ示す・ 第２図は、１０．０００　）ンの大規模ノヤガイモ貯蔵庫の平面図でりる。この 貯蔵庫は同じ大きさの１０の部屋に分割されている。又、貯蔵庫の空気制御設備 は、本発明に従って設計されている。

第３図は、本発明の方法の原理、及び機械的冷却が実施されていない場合に本発 明の方法で必要とされる装置を示す。

第４図は、本発明の方法の原理、及び機械的冷却が実施されている場合に本発明 の方法で必要とさ几る装置２示す。

第５図は、本発明の方法及び本発明の方法で必要とされる装置を示す不等角投影 図である。

貯蔵庫内の温度及び湿度の制御は、熱交換器により貯蔵庫内の内部空気を冷却す るとともに、熱交換器の熱交換面の温度全貯蔵庫内の空気の所望の相対湿度に対 応する露点温度に調節することによりなされる。これにより、冷却すべき空気よ り、過剰の水分のみが熱交換面上に凝結して除去される。又、本発明に従い稼動 されているときには、過剰な乾燥は起らないので、水音添加するなどの空気の加 湿は必要ない。これに関連して、「制御」とは、広い意味に解釈されなけれはな らない。なぜならば、所望の効果は、積極的な制御の他に、装置の寸法を経１購 的に決めたり、あるいは、冷却すべき空間に関して、熱交換器の熱交換面の温度 が所望の相対湿度（Ｃ実質的に対応する露点に保たれるようにすることによって も達することができるからである。

本発明の方法において使用される熱交換器は、小室型プレート熱交換器の構造を 有するものであってもよい。このような熱交換器では、内部空気と外部空気がア ルミニウムなどから作られた薄いプレートの反対面金それぞれ通過し、空気流間 の熱の流れプ５１ このプレートラ通過する。

第３図は、本発明の方法の稼動原理を示す。ここでは、熱交換器６は薄いシート のみを有するものとして示してあり、同様に、送風機シま羽根７及び８のみによ って示しである。又、混合用ゲート９の開閉機構は図示されていない。

温度の測定及び作動装置の制御には、必要な論理決定や計算？行うことのできる マイクロプロセッサ−主体の制御装置が使用される。この制御装置は図示されて いないが、これによって作動される検知器は次のようになっている。ＴＩは野菜 １１の温度検知器であり、Ｔ２は交換器６から出て野菜１１へ流れる冷却空気１ ２の温度検知器である。Ｔ３は外部空気１６と再循環された第２次空気１７がら なりがつ熱交換器の第２側面に流れる混合空気の温度検知器であり、空気が熱交 換器６に入る直前に温度全測定する。

貯蔵庫の温度は、例えば、±０４°の精度で所望の値に保たれる。野菜貯蔵庫の 温度制御の９０チ以上は冷却操作であるか、この冷却？定期的に行うことが有益 である。マイクロプロセッサ−は、検知器Ｔ１で野菜の温度全測定し、温度が許 容範囲より高くなりかつ外部空気が十分に低温でない場合に冷却が開始される。

冷却が実行されると、貯蔵庫内空気１５を熱交換料の第一側面部１３全通して循 環させる送風機７と、外気１６を熱交換すの第二側面部全通して循環させる送風 機８が始動する。第一側面部の空気１３およ５　び第二側面部の空気１４は下降 気流原理または上昇気流原理によって熱交換ｉｔ通過するが、上昇気流原理の方 が好ましい方法である。内部空気１５は熱交換１１６に一通過する時冷却され、 野菜１１内で再び加熱される。冷却のための送風は野菜の温度が設定１　値に低 下するまで続けられる。冷却出力、即ち熱交換器６の内側の空気の冷却度合は、 貯蔵庫内の相対湿度の所望値に従い決定される。

熱交換外６による内部空気１５の温度低下は、内部空気Ｊ５から外気１６への熱 の流れを制御することによって制御する。この熱の流れは、外気１６と内部空気 １５の流量比を変える方法、熱交換器６の効率全調整する方法、あるいは外気１ ６と第二側面の再循環空気１７を混合し第二流路１４へと送る方法により制御可 能である。図３に上記の方法の中で第三の方法を示す。該方法により、最良の８ り御結果が得られる。

貯蔵庫臼の空気に含まれる過剰の水分は冷却に伴い凝縮により除去される。仮に 所望の相対湿度が９０チとすると、内部空気１５の温度は、該内部窒気１５の相 対湿度９０係に対応する露点温度である熱交換器の表面の温度に一致させる。熱 交換ａ６６に通過する前の内部空気１５の相対湿度が９０％より高い時、熱交換 器において水の凝縮が起こり、該空気が熱交換器６を去る時、相対湿度１００％ となる。該空気１２が〔野菜」１に通過することにより〕該野菜１１の温度まで 暖められると、理論上該空気１２の相対湿度・、ま９０φとなる。ところが実除 は、野菜１１中を流れる冷却用空気１２は該野菜１１から新たに水分全課うため 熱交換路６の表面温度により決定される相対湿度値は正確に理論通りの値とはな らない。

各工程において、熱交換券６の表面温度を、貯蔵庫の相対湿度が所望の値となる 温度に調節する事は管理担当者の仕事である。しかし基本的な設定条件として露 点温度と相対湿度の関係を示すところの後で示す表１の数値を、たとえば、内部 温度を＋４℃に保つ貯蔵庫に利用することが可能である。

ｔｆｉｌＦ？蔵のためにコンプレ、サーによる冷却を併用する場合は（図４）、 図３に示す構成に気化器１９と密閉用ゲート１０の追加設置を必要とするだけで ある。該気化器１９は熱交換器６の第二流路１４に設置する。この時該気化器１ ９は室内空気１５および外気１６のどちらとも連結されない。

該気化器１９は熱交換券６により内部空気１５と隔てられ、夏季には閉められる ゲー）１０により外気１６と隔てられる。第一流路１３を流れる内部空気１５の 温度が第二流路１４を流れる空気の温度より多少でも高い時、該内部空気１．５ の熱は大面積を持つ小室型プレート熱交換器６により第二流路１４を流れる該空 気に伝えられる。第二流路１４を流れる該空気はコンプレッサ一部の気化器１９ を通過する空気１８と、ゲート９の前部全通り、即ち気化器１９において冷却さ れることなく第二流路に再び入る空気１７より成っている。そのため、コンプレ ッサ一部の気化器１９は、気化器１９０面と該気化器１９全通過して流れる空気 １８とが高い温度差となるように設計することが出来る。何故ならば、第二流路 １４に含まれるところのそれ自体は無害な大量の水が凝縮した後は新たな水の接 近が無く、凝縮が停止するため、閉流路である第二流路１４内では該気化器１９ に氷の付着は決して起こらないからである。該気化器１９０回りには、空気ダク トやゲート用空間等必要な空間以外に、空間を残さない様にしなくてはならない 。

熱交換器の第１流路１３から流れ出る冷却空気１２の相対直皮は、混合用ゲート ９により、熱交換器の表面温度を調節することにより、更に制御される。熱交換 器６０表面温度及び空気１２の相対湿度全直接図面の簡単な説明 第２図 第３図 手続補正書（方式） 昭和６０年　５月３０日 特許庁長官　志　賀　学　殿 １、事件の表示 ＰＣＴ／Ｆ　Ｉ　８４１０００３９ ム発明の名称 温度及び湿度の制御方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　フィンランド国、ニス　エフ−４０４５０ユグアスキユラアクウオツカラ ンテイエ　６ 名称　イトミクク　オイ 代表者　ターホパ冬ンセ・ンボ 国籍　フィンランド国 ５、補正命令の日付 昭和６０年４月２５日←発送日昭和６０年４月３０日）６、補正の対象 （１）　図面翻訳文 （１）　図面の翻訳文の浄書（内容に変更なし）（２）別紙の過少 （３）　Ｘ゛ｌ　１＊つｌワ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　被貯蔵産品から発生する熱及び該貯蔵産品により伝搬される水分ヲ、空気全 冷却された熱交換面上を分岐流通するように循環させることにより、貯蔵庫内の 該空気から除去する、たとえば、野菜及び果実の貯蔵庫の温度及び湿度全制御す る方法にして、該熱交換面の温度を調節することにより又は貯蔵空間中に配置さ れた熱交換装置の寸法を調節することにより熱交換面の温度を該貯蔵庫内の空気 の所望の相対湿度に実質的に対応する露点温度に制御し、該熱交換面の温度全稼 動時に上記温度に保たせること全特徴とする温度及び湿度の制御方法。 ２　該熱交換面の温度を、外気捷たは機械的冷却により冷却された仝気全該黙交 換面の反対ＩＵ：Ｉ　ｋ　Ｒ通させることにより調節すること全特徴とする特許 請求の範囲第１項記載の方法。 ３　冷却用空気の温度を循環空気と冷却用空気を混合することにより制御するこ と全特徴とする特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４　該機械的冷却により冷却された空気のために閉流路を用いること全特徴とす る特許請求の範囲第２項記載の方法。 ５、　該貯蔵空間中の冷却された空気全被貯蔵産品に蜜に接触させて流通させる ことを特徴とする特許請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載の方法。