JPS6224712B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は冷凍機の運転により庫内に冷気を循
環通風させて陳列商品を保冷する冷凍冷蔵仕様の
シヨーケース、特にその運転制御方式に関する。

スーパーマーケツトなどの店舗内に据付けて使
用される冷凍冷蔵オープンシヨーケースは、商品
の品質保持の面から稼動運転中には店内周囲条件
などの変動、およびシヨーケースの保冷、除霜運
転の如何にかかわらず常に庫内商品を品温を所定
温度に維持させるよう安定した運転を行なえるこ
とが望まれる。

ところで頭記オープンシヨーケースは周知のよ
うに保冷運転の経過に伴いケース本体の開口部を
通して侵入する外気のためにエバポレータに霜が
生じて付着する。この着霜量はエバポレータの冷
媒、蒸発温度を一定とすれば、冷凍機の保冷運転
時間が長い程、また周囲外気の湿度が高い程多く
なる。しかもエバポレータに蓄積した霜はプレー
トフインコイル形エバポレータの表面を覆つて熱
交換率を悪化させるのみならず、プレートフイン
の間に霜詰まりを生じて庫内の冷気通風を著しく
阻害して保冷性能を大幅に低下させる原因とな
る。

このために従来より４〜６時間の保冷運転が経
過した後には一旦冷凍機を停止し、この停止期間
に霜を一掃するように電気ヒータ方式、ホツトガ
ス方式などの周知の除霜手段によつて強制的に外
部よりエバポレータへ除霜熱量を与えて霜を融解
除去することが行なわれている。しかしてこの除
霜の間は冷凍機が停止しており、かつ除霜熱量が
ヒータなどにより外部より与えられるので庫内温
度、したがつて或る程度の商品の品温上昇を招く
ことが避けられない。

ここで冷蔵オープンシヨーケースの一般構成、
並びに従来における運転制御方式による運転動作
のタイムチヤートおよび品温、着霜の推移を図に
ついて説明する。まず第１図において、１はケー
ス本体の外箱、２は内箱であり、内外箱の間に形
成した循環通風路３の中には冷凍機のエバポレー
タ４および送風フアン５が設置されている。６は
庫内に装設した商品陳列棚である。かかる構成で
冷凍機およびフアン５を運転すれば、通風路３に
エバポレータ４と熱交換して冷やされた冷気が通
じ、ケース本体の前面開口部へ矢印Ａのように冷
気エアカーテンを吹出し形成して外気の侵入を防
ぎつつ庫内の商品を保冷する。この保冷運転が或
る所定時間経過すれば、次にタイマ制御により冷
凍機を停止して除霜運転に切替え、図示の符号７
で示す電気除霜ヒータに通電して加熱式除霜を行
なう。この運転動作のタイムチヤートは第２図の
ごとくであり、一般には標準周囲条件を温度２５
℃、湿度60％とし、この標準周囲条件で所定の品
温が維持できるように冷凍機の冷凍能力を選定す
るものとして、除霜はほぼ４時間に約30分程度の
割合で行なわれる。またこの場合の陳列商品の平
均品温並びにエバポレータへの着霜量は第２図に
示すように推移する。すなわち着霜量は冷凍機の
連続的な運転経過に伴つて増加してゆく。また着
霜量の増加に伴い、エバポレータの熱交換効率が
低下するので品温も次第に高まり、更に保冷運転
の末期になれば、霜は殆ど限界着霜量Ｑに達して
霜詰まりによる影響も大きく現われるようにな
り、品温は更に上昇する。このことから明らかな
ように、冷凍機を連続運転させると、着霜量は保
冷運転時間にほぼ比例して増加するし、また蓄積
した着霜量が多い程１回の除霜に要する除霜時間
も長くかかり、しかも１回の除霜に必要な除霜時
間、および１日当りの除霜回数が多い程除霜ヒー
タで与えられる熱量が多くなつて庫内商品の品温
の上昇が大となる。この観点からシヨーケースの
稼動運転を通じて商品の品温変化を極力抑えるに
は、１回当りの除霜時間ができるだけ短時間で済
むこと、つまり除霜開始に至るまでの保冷運転中
に蓄積する着霜量をできるだけ小量に抑えて高い
保冷性能を維持できるようにすること、更には除
霜から次の除霜までの保冷運転時間をできるだけ
長く延ばして、除霜ヒータなどにより行う１日当
りの除霜回数を従来の４〜６時間毎に１回から、
12〜24時間毎に１回程度に減少できることが望ま
しい。

一方、従来のシヨーケースには庫内温度調節を
目的とした温度調節用サーモスタツト（以下「温
調サーモ」と略称する）を運転制御装置に組合わ
せて、特に冬期、夜間運転など周囲条件が低温低
湿の軽負荷時に商品の過冷却を防ぐように冷凍機
を運転制御させることが行なわれている。すなわ
ち第１図のエバポレータ出口側の循環通風路内に
庫内冷気温度を感知する感温筒８を設置したサー
モスタツト９を回路に組み込んで第３図の冷凍機
運転制御回路を構成するもので、図中のCMはコ
ンプレツサモータ、５２Ｃは電磁接触器、FMは
第１図の送風フアン５のフアンモータ、TMは除
霜サイクルをセツトする除霜タイマ、Ｈは第１図
の除霜ヒータ７、２３Ｉが前記の温調サーモ９を
示す。温調サーモの接点２３Ｉは頭記標準周囲条
件のもとで所望の庫内温度が得られるように設定
した設定温度よりも循環冷気の温度が高ければ高
温接点Hiに、冷気温度が設定温よりも低ければ
低温接点Loに切換わり、この接点切換動作によ
りエバポレータを出た空気温度が温調サーモの設
定温度以下であれば冷凍機を停止し、再び設定温
度より高くなると冷凍機を運転して保冷運転中に
商品の品温を適温に保つように動作する。この温
調サーモに基づき冷凍機を運転制御するのをサー
モサイクル運転と呼称し、その動作パターンおよ
び平均品温、着霜量の推移を表わせば第４図のご
とくである。なお第４図は周囲条件が先記した標
準周囲条件よりも若干良い軽負荷運転領域での運
転特性を示す。第４図から明らかなように、この
サーモサイクル運転では、温調サーモの動作によ
り冷凍機は保冷運転中でも運転、停止を繰返えす
ように運転制御される。一方庫内フアンは冷凍機
の停止中にもエアカーテンを吹出し形成するため
に運転されている。したがつて、この冷凍機停止
期間中には通風路を循環通風する０℃以上の空気
がエバポレータを貫流して除霜する、いわゆるオ
フサイクル除霜がその都度行なわれることにな
る。したがつて、保冷運転期間を通じて冷凍機を
連続運転した場合の第２図の特性と較べて、保冷
運転中の蓄積着霜量が軽減するので、保冷運転か
ら除霜運転に切替わつた際の霜取りに必要な除霜
時間の短縮も図れ、結果として平均品温の変動も
少なく商品の品温を安定して維持できる。

ここで上記サーモサイクル運転の条件について
詳しく述べてみると、まずサーモサイクル運転が
行われる周囲条件の範囲は標準周囲条件の点を通
る等エンタルピ線、あるいは等絶対湿度線を基に
描いた第５図のサーモサイクル運転境界線Ｂ（こ
れは理論的には等冷凍負荷線となる。）よりも左
側の領域に限定される。なお図中Ｘ点は温度25
℃、湿度60％の標準周囲条件、Ｙ、Ｚ点はそれぞ
れＸ点を基準に境界線Ｂから左右にずれた周囲条
件を示し、第４図はＹ点でのサーモサイクル運転
を表わしている。しかしてＹ点とは逆に標準周囲
条件よりも高温多湿の過酷な周囲条件であるＺ点
での保冷運転を考えると、Ｚ点は境界線Ｂより右
方の斜線域にあり、シヨーケースは前面開口部を
通じて庫内に侵入する外気熱量が増加し、冷凍機
は多少の過負荷運転となるので循環冷気温度は温
調サーモの設定温度以下に低下せず、したがつて
サーモサイクル運転は行なわれずに冷凍機は第２
図で述べたと同様に除霜運転に切替わるまでは連
続運転となる。しかも周囲条件は標準周囲条件よ
りも過酷であることから保冷運転中の蓄積着霜量
が著しく増加し、除霜に入る以前から限界着霜量
に達して霜詰まりが生じ、エバポレータの熱交換
率およびエアカーテンの性能を大巾に悪化させ
る。この結果として運転特性は第６図に示すよう
に着霜量増加に伴つて霜取りに必要な除霜時間も
長く必要とすることから、図示のように平均品温
の変動幅、つまり除霜時における品温上昇が著し
く大となり、商品の品質劣化を来たす恐れが出て
くる。また上記の過負荷運転は苛酷な周囲条件以
外の原因でも生じることがある。すなわち店内の
周囲条件が比較的低温、低湿で第５図における境
界線Ｂよりも左側領域であつても、店内に設置し
た局部的なスポツト照明の輻射熱あるいは店内空
調機の吹出し暖気がシヨーケースの前面開口部を
通じて直接庫内へ侵入するごときシヨーケース据
付け上の問題があつたり、あるいはシヨーケース
内に暖かい商品を多量に陳列したりする場合に
も、シヨーケースの熱負荷が増すために庫内冷気
温度は温調サーモの設定温度以下に下がらず、し
たがつてサーモサイクル運転は行われずに冷凍機
は連続運転となつて第６図のような運転経過をた
どる。更に加えてシヨーケース所要冷凍能力に対
して冷凍機の冷凍能力不足が生じた場合、あるい
は温調サーモの設定温度が誤つて低温に設定され
てしまつた場合なども、前記と同様に温調サーモ
が作動せず、サーモサイクル運転が行われぬまま
冷凍機は連続運転されることになる。

すなわち従来のシヨーケースの運転制御方式の
ままでは、軽負荷運転領域にはサーモサイクル運
転が行われて仕様通りの保冷性能が得られるが、
前述のような苛酷な周囲条件、およびその他の条
件によつて過負荷運転領域になると、サーモサイ
クル運転が行われずに冷凍機は保冷期間中に連続
運転となる。このために保冷運転中の蓄積着霜量
が増加して保冷性能を悪化させ、更には除霜時に
霜を一掃除去するのに必要な強制除霜時間も長く
かかることから商品の品温が上昇してしまい、品
温の安定維持が困難となる。

この発明は上記の点にかんがみなされたもので
あり、その目的はシヨーケースのあらゆる運転条
件下でも、保冷運転中にエバポレータに蓄積する
着霜量を軽減させることができ、その結果として
エバポレータの霜詰まりもなく、かつ除霜ヒータ
などを用いて行う１回当りの除霜に要する除霜時
間の短縮、および１日当りの除霜回数が減少でき
て、シヨーケースの稼動全期間を通じて品温の安
定化が図れるようにした性能の良い冷凍冷蔵シヨ
ーケースを提供することにある。

かかる目的はこの発明により、冷凍機運転制御
回路に庫内温度調節用サーモスタツト、および該
サーモスタツトの動作で通電制御され、かつその
通電動作によりタイマ接点を所定の周期で交互に
開閉するデユーテイサイクルタイマを備え、庫内
冷気温度が設定温度以下であれば庫内温度調節用
サーモスタツトの動作で冷凍機を停止制御し、庫
内冷気温度が設定温度よりも高い運転領域ではデ
ユーテイサイクルタイマの通電動作により冷凍機
を所定の周囲で交互に運転、停止するデユーテイ
サイクル運転に切替えて運転制御するようにした
ことにより達成される。

以下この発明を図示実施例に基づき詳述する。

まず第７図によりこの発明に基づくシヨーケー
スの運転制御回路を示す。なお第３図の回路と同
じ符号は同一部品を示す。第７図において、第３
図の回路と較べてこの発明により、温調サーモ２
３Ｉのほかに該温調サーモとカスケード接続され
たデユーテイサイクルタイマDTが新たに追加設
置されている。該タイマDTは温調サーモ２３Ｉ
の高温接点Hiと一方の電源ラインとの間に介挿
されており、かつそのタイマ接点がコンプレツサ
モータCMの運転制御用電磁接触器５２Ｃと直列
に挿入されている。なお符号８８Ｈは除霜ヒータ
Ｈの通電制御用の電磁接触器である。デユーテイ
サイクルタイマDTは、保冷運転時に温調サーモ
２３Ｉの高温接点Hiがオンしている条件で通電
動作してタイマ接点を所定の周期で交互に開閉
し、また温調サーモ２３Ｉが低温接点Loに切換
わつて非通電となればリセツトされて接点をオフ
するように作動する。

次に上記運転制御回路によるシヨーケースの運
転チヤートを第８図に示す。第８図から明かなよ
うに保冷運転時には、まず周囲条件等が良い軽負
荷領域にあつて庫内冷気温度が温調サーモ２３Ｉ
の設定温度以下であれば、温調サーモ２３Ｉは低
温接点Loに切換わり、したがつて電磁接触器５
２Ｃは非通電となり、コンプレツサモータCMは
停止される。そしてこの停止期間中にオフサイク
ル除霜が行われ、多少なりともエバポレータに付
着している霜が除霜される。一方庫内冷気温度が
温調サーモ２３Ｉの設定温度よりも高くなつて高
温接点Hiに切換わると、直ちにデユーテイサイ
クルタイマDTが通電動作を開始し、冷凍機は所
定の周期で交互に運転、停止を繰返えすデユーテ
イサイクル運転に切替つて運転制御されることに
なる。なお図中Don，Doffはそれぞれデユーテイ
サイクルにおける冷凍機の運転、停止時間を定め
たデユーテイオン時間、デユーテイオフ時間であ
り、一例を示すと、デユーテイ時間Donは15分、
デユーテイオフ時間Doffは５分に設定される。そ
してデユーテイオフ時間Doffの間にオフサイクル
除霜が行われる。また周囲条件が変化して高温多
湿になつた際にも同様にデユーテイサイクル運転
が継続して行われる。

すなわち、熱負荷が大きく庫内冷気温度が温調
サーモ２３Ｉの設定温度より高い運転領域になれ
ば、冷凍機は第６図で述べたような連続運転とな
らずにデユーテイサイクルで運転制御され、かつ
デユーテイオフ時間にはオフサイクル除霜が行わ
れる。したがつて保冷運転中にエバポレータに蓄
積する着霜量の増加の割合は極めて緩やかに推移
する。この運転特性を示すと第９図のようにな
る。かくして保冷運転期間を通じてエバポレータ
では常に高い熱交換効率が保たれ、かつ霜詰まり
なしに良好な通風性、つまり特性の良いエアカー
テンが吹出し形成されるので、高い保冷性能が維
持できて品温の安定が図れる。また保冷中の蓄積
着霜量も少ないので、保冷運転から強制除霜に切
替つた際に霜を一掃除去するのに要する除霜時間
も短時間で済む。更に加えて保冷運転時における
着霜の増加が暖やかに推移するので、除霜から次
回の除霜を行うまでの時間間隔を従来の４〜６時
間から大巾に延長することが可能となる。一例と
して使用温度０〜２℃の精肉鮮魚用オープンシヨ
ーケースを使つて実際に店舗に据付けて行つたこ
の発明の実機テストによれば、店内空気の温度と
湿度、昼間と夜間、開店時と休日閉店時、および
陳列商品の種類、量などあらゆる環境条件下で
も、保冷運転中の霜詰まりや除霜時の霜の溶け残
り、更には庫内温度異常上昇などを生じることな
く、12時間毎に１回、１日２回の除霜サイクルで
安定した品温を維持できる結果が得られた。なお
この実機での仕様は、冷凍機として冷凍能力がケ
ース所要冷凍能力より若干大きいものを使用し、
また温調サーモの設定温度はオン点を−３℃、オ
フ点を−６℃とし、更にデユーテイサイクルはそ
のデユーテイオン時間を15分、デユーテイオフ時
間を５分とした。上記実機テストの運転チヤート
を示したのが第１０図である。図中イは店内温
度、ロは庫内のエアカーテン吹出し温度、ハが品
温を示している。このテストのデータからも明ら
かなように、１日を通じて品温の変動が少なく、
かつ４〜６時間毎に除霜を行つていた従来のシヨ
ーケースと較べて、除霜の度に加わる商品のヒー
トサイクルの回数が減少したので、それだけ商品
の品質劣化も防げるようになつた。なお第１０図
の運転チヤートにおいて、周囲温度が高い午後か
ら夕方にかけては、温調サーモは接点オフせず連
続してデユーテイサイクル運転が行われているこ
とを示している。

以上述べたようにこの発明は、温調サーモに加
えて、デユーテイサイクルタイマを追加して備
え、かつデユーテイサイクルタイマが温調サーモ
の動作で通電制御されるように冷凍機の運転制御
回路を構成したものであり、したがつて特別に周
囲条件を検出するセンサを設けることなく、かつ
苛酷な周囲条件も含めた種々な原因に基づく過負
荷運転領域のもとでも、常に冷凍機は連続運転さ
れることなくデユーテイサイクル運転で適度に運
転、停止を繰返すように運転制御されることにな
る。かくして保冷運転中の蓄積着霜量の増加を低
く抑えて高い保冷性能を保ち、更には強制除霜の
除霜時間短縮および１日当りの除霜回数の減少が
達成でき、商品の品温安定化並びに商品の品質維
持に大いに寄与する性能の優れたオープンシヨー
ケースを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はオープンシヨーケースの構成断面図、
第２図、第４図、第６図および第９図はそれぞれ
標準周囲条件での連続運転、軽負荷運転領域での
サーモサイクル運転、過負荷運転領域での連続運
転、およびこの発明による過負荷運転領域でのデ
ユーテイサイクル運転による運転チヤート並びに
運転特性図、第３図は従来の運転制御回路図、第
５図はサーモサイクル運転の可能な周囲条件の範
囲を表わした説明図、第７図はこの発明の実施例
の運転制御回路図、第８図はその運転チヤート、
第１０図はこの発明による実機テストの運転チヤ
ートである。 １：ケース本体、４：エバポレータ、５：庫内
フアン、７：除霜ヒータ、９，２３Ｉ：庫内温度
調節用サーモスタツト、DT：デユーテイサイク
ルタイマ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ケース本体内にエバポレータを設置し、冷凍
   機の運転によりエバポレータと熱交換させて得た
   冷気を循環通風させて庫内陳列商品を保冷する冷
   凍冷蔵シヨーケースにおいて、冷凍機運転制御回
   路に、庫内冷気温度を感知して設定温度で接点を
   切換えるよう動作する庫内温度調節用サーモスタ
   ツト、および該サーモスタツトの動作で通電制御
   され、かつその通電動作によりタイマ接点を所定
   の周期で交互に開閉するデユーテイサイクルタイ
   マを備え、庫内冷気温度が設定温度以下であれば
   庫内温度調節用サーモスタツトの動作で冷凍機を
   停止制御し、庫内冷気温度が設定温度より高い運
   転領域ではデユーテイサイクルタイマの通電動作
   により冷凍機を所定の周期で交互に運転、停止す
   るデユーテイサイクル運転に切替えて運転制御す
   るようにしたことを特徴とする冷凍冷蔵シヨーケ
   ース。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の冷凍冷蔵シヨ
   ーケースにおいて、デユーテイサイクルタイマと
   庫内温度調節用サーモスタツトの接点とをカスケ
   ード接続して冷凍機運転制御回路に介挿した冷凍
   冷蔵シヨーケース。