JP2020101294A

JP2020101294A - 冷蔵ショーケース

Info

Publication number: JP2020101294A
Application number: JP2017078616A
Authority: JP
Inventors: 真佐行濱田; Masayuki Hamada
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-04-12
Filing date: 2017-04-12
Publication date: 2020-07-02
Also published as: EP3611448A1; WO2018190002A1; EP3611448A4; EP3611448B1

Abstract

【課題】冷蔵ショーケースの冷蔵効果および省エネルギー運転を実現した冷蔵ショーケースを提供すること。【解決手段】圧縮機１、凝縮器２、減圧装置３、蒸発器４が冷媒配管で環状に接続された冷凍回路２０と、蒸発器４に空気を送風し循環させるファン５と、空気の温度を検出する温度センサ６と、制御装置８とを備え、圧縮機１の回転数が一定である通常運転中に、温度センサ６の検出温度が所定値１に到達したとき、圧縮機１の運転を停止させ、その後、温度センサ６の検出温度が所定値２に到達したとき、圧縮機１の運転を開始させ、圧縮機１の回転数が一定である通常運転を実行し、さらに、温度センサ６の検出温度が所定値３に到達したときには、圧縮機１の運転回転数制御を行い、圧縮機１の運転回転数を段階的に低下させていくことを特徴とする冷蔵ショーケース３０である。【選択図】図３

Description

本発明は、冷蔵ショーケースに関するものである。

従来、この種の冷蔵ショーケースとして、圧縮機、放熱器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管で環状に接続した冷凍回路と、冷蔵対象を配置する保温庫と、蒸発器を通過する空気を庫内に循環させる装置とで構成され、庫内空気温度を圧縮機発停により調整し、対象物を空気温度と同じ温度となるように制御を行なっている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−７５３１０号公報

しかしながら、前記従来の構成では、冷蔵する対象物の温度ではなく、庫内の循環空気温度による圧縮機制御が一般的であり、対象物の温度は考慮せず循環空気温度＝対象物温度として制御を行なうことが一般的であった。

なお、近年の省エネルギーを目的としたインバータによる圧縮機高効率化が進む一方で、この圧縮機回転数制御については、循環空気温度による制御を行なうしかなく、対象物と循環空気の熱容量に大きな差がある場合、対象物が十分に冷却された状態では、循環空気温度と対象物の温度差は小さくほぼ同一となるが、対象物が冷却されていない場合、循環空気温度と対象物の温度差が大きく、循環空気温度で圧縮機制御を行なうと対象物の温度が伴っていないため、対象物が冷却できていないか、あるいは、冷却に時間を要するという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、冷蔵効果の向上および省エネルギー運転を実現した冷蔵ショーケースを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵ショーケースは、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器が冷媒配管で環状に接続された冷凍回路と、前記蒸発器に空気を送風し循環させるファンと、前記空気の温度を検出する温度センサと、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記圧縮機の運転を停止させる前記温度センサの検出温度である所定値１と、前記圧縮機の運転を開始させる前記温度センサの検出温度である所定値２と、前記圧縮機の運転回転数制御を開始する前記温度センサの検出温度である所定値３と、を有し、前記制御装置は、前記圧縮機の回転数が一定である通常運転中に、前記温度センサの検出温度が前記所定値１に到達したとき、前記圧縮機の運転を停止させ、その後、前記温度センサの検出温度が前記所定値２に到達したとき、前記圧縮機の運転を開始させ、前記圧縮機の回転数が一定である通常運転を実行し、さらにその後、前記温度センサの検出温度が前記所定値３に到達したときには、前記圧縮機の運転回転数制御を行い、前記圧縮機の運転回転数を段階的に低下させていくことを特徴とするものである。

これにより、対象物の温度が高い状態からの対象物の冷却時間の短縮し、冷蔵効果の向上を実現し、かつ、省エネルギー運転を実現できる。

本発明によれば、冷蔵効果の向上および省エネルギー運転を実現した冷蔵ショーケースを提供できる。

本発明の実施の形態における冷蔵ショーケースの概略図同冷蔵ショーケースの冷凍サイクル概略図同圧縮機回転数制御と温度センサの検出温度との温度相関図同圧縮機回転数制御と温度センサの検出温度との他の温度相関図同冷蔵ショーケースの制御装置の構成図

第１の発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器が冷媒配管で環状に接続された冷凍回路と、前記蒸発器に空気を送風し循環させるファンと、前記空気の温度を検出する温度センサと、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記圧縮機の運転を停止させる前記温度センサの検出温度である所定値１と、前記圧縮機の運転を開始させる前記温度センサの検出温度である所定値２と、前記圧縮機の運転回転数制御を開始する前記温度センサの検出温度である所定値３と、を有し、前記制御装置は、前記圧縮機の回転数が一定である通常運転中に、前記温度センサの検出温度が前記所定値１に到達したとき、前記圧縮機の運転を停止させ、その後、前記温度センサの検出温度が前記所定値２に到達したとき、前記圧縮機の運転を開始させ、前記圧縮機の回転数が一定である通常運転を実行し、さらにその後、前記温度センサの検出温度が前記所定値３に到達したときには、前記圧縮機の運転回転数制御を行い、前記圧縮機の運転回転数を段階的に低下させていくことを特徴とする冷蔵ショーケースである。

これにより、循環空気が冷却設定温度に到達するまでは、圧縮機の回転数を減じないため、対象物の早期冷却を可能としながら、冷却後の省エネルギー運転を実現できる。

第２の発明は、特に第１の発明において、前記制御装置は、前記圧縮機の停止中で、停止後所定時間以内に、前記温度センサの検出温度が所定値２に到達せず、その後、前記温度センサの検出温度が前記所定値２に到達したとき、前記圧縮機の運転を開始させ、前記圧縮機の回転数が一定である通常運転を実行し、さらにその後、前記温度センサの検出温度が前記所定値３に到達したときには、前記圧縮機の運転回転数制御を行い、前記圧縮機の運転回転数を段階的に低下させていくことを特徴とする上記第１の発明の冷蔵ショーケース。

これにより、高温度の対象物の冷却時間を、第１の発明より、更に短縮することが可能となる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記圧縮機の運転停止中には、前記ファンを停止しないことを特徴とするものである。

これにより、圧縮機が停止状態に入っても、冷風を循環し続けることにより、対象物を冷却する動作は停止しないため、第１または第２の発明の効果を、さらに増強することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における冷蔵ショーケースの概略図を示すものである。

図２は、同冷蔵ショーケースの冷凍サイクルの概略構成図を示すものである。

図２に示すように、本実施の冷蔵ショーケースの冷却するための冷凍サイクルは、圧縮機１、凝縮器２、減圧装置３、蒸発器４が冷媒配管で順に接続された冷凍回路２０で構成され、蒸発器４を冷蔵ショーケース３０内の冷却のため配置し、その近傍にファン５を配し、冷蔵ショーケース３０の空気を循環させ、冷却対象物７を冷却するよう構成している。

その冷却対象物７の温度管理のため、蒸発器４の上流側の空気流路に配置された温度センサ６を備え、温度センサ６により検出される循環空気温度にて、圧縮機１とファン５の運転を決定する仕様としている。

本実施の形態では、圧縮機１は、回転数変更が自在なインバータ駆動を、ファン５は発停のみの定速ファンを用い、冷凍回路２０は冷蔵ショーケース３０の下部に収納されている。

なお、冷凍回路２０は、冷蔵ショーケース３０外に配してもよく、冷蔵ショーケース３０内部の温度センサ６はその位置に指定は無く、ファン５も冷蔵ショーケース３０内部の空気循環に用いるもので、その位置に指定はない。

また、図５は、冷蔵ショーケース３０の制御装置の構成を示すものである。制御装置８に、電源、温度センサ６、ファン５、圧縮機１が接続され、温度センサ６で検出された温度を基に、圧縮機１、ファン５の動作を決定する機能を有している。また、圧縮機１のインバータ駆動回路９と制御装置８の指示で動作するが、制御装置一式として構成している。なお、インバータ駆動回路９は別途配してもよく、圧縮機１の回転数制御にあたっての制御機器の構成に指定はない。

以上のように構成された冷蔵ショーケースについて、以下その動作、作用を説明する。

図３、図４は、本実施の形態１における圧縮機回転数制御と温度センサの検出温度との温度相関図である。

縦軸に温度センサ６で検出された冷蔵ショーケース３０の内部の循環空気の温度、冷却対象物７の温度、圧縮機１の発停と回転数変化、また、圧縮機１の発停と回転数上昇、低下を示し、横軸は時間経過を示している。

まず、圧縮機１を最大能力（最大回転数）で作動させ、温度センサ６の検出値が圧縮機１の停止温度（所定値１）に到達したら、一旦、圧縮機１を停止させ、さらに、温度センサ６の検出値が、圧縮機１の起動温度（所定値２）に到達したら、圧縮機１を再度起動させる。

なお、圧縮機１の作動に伴い、循環空気温度（温度センサ６の検出値）が降下し、温度センサ６の検出値が、圧縮機の回転数低減開始温度（所定値３）に到達したら、圧縮機１の回転数制御、すなわちインバータ制御に移行する。

温度センサ６の検出値は、設定された圧縮機回転数を保持開始する温度（所定値４）に低下するまで、圧縮機１の回転数を段階的に小さくし、所定値４に到達してから、圧縮機１の回転数を一定の低速度運転を保持する構成となっている。

以上のように、本実施の形態１においては、循環空気温度（温度センサ６の検出値）が前記所定値１に到達するまでは、圧縮機１の回転数制御を行わず、圧縮機１は最大能力（最大回転数）で継続して運転を行なっていることで、循環空気の温度を短時間内に低下させることができる。

循環空気の温度は所定値１になった後に、圧縮機１を一旦停止する間に、高温の対象物の影響で、循環空気温度（温度センサ６の検出値）は所定値２に回復し、圧縮機１の作動により、循環空気温度（温度センサ６の検出値）が所定値３まで低下する時点で、回転数制御に移行することで、対象物の冷却を短縮しながら冷却後の発停の回数を減じ、省エネルギーと冷却時間の短縮を両立できる。

また、最大能力（最大回転数）での圧縮機運転は、他保護などによる回転数制御は実施する場合がある。なお、回転数制御状態から、回転数制御を実施しない状態への移行は、所定の温度以上になった場合や、電源が停止された場合に行うが、その方法に指定は無い。

さらに、本実施形態において、圧縮機１の待機時間内での循環空気温度（温度センサ６の検出値）の上昇速度により、圧縮機１の回転数を制御することもできる。

圧縮機１が最大回転数で作動して、循環空気温度（温度センサ６の検出値）が所定値１に達した後、圧縮機１の停止時間内に一定の基準時間を設け、この基準時間内に循環空気温度（温度センサ６の検出値）の上昇幅により、次の段階で圧縮機１の回転数を制御するか否かを判断する。

図４に示すように、循環空気温度（温度センサ６の検出値）が基準時間内に所定値２に到達すれば、圧縮機１を続いて最大能力（最大回転数）で運転して、循環空気温度（温度センサ６の検出値）は所定値３に到達する際に、圧縮機１の回転数制御に移行しない。

循環空気温度（温度センサ６の検出値）は、所定時間内に所定値２に到達してない場合のみ、圧縮機１を続いて最大能力（最大回転数）で運転して循環空気温度（温度センサ６の検出値）が所定値３に到達する際に、圧縮機１の回転数制御に移行することとなる構成をしている。

これにより、圧縮機１の最大能力（最大回転数）にて、冷却対象物７を十分冷却することで、冷却対象物７の冷却時間を更に短縮することが可能となる。

また、通常、圧縮機１停止時は、保冷を重視し空気循環は停止するが、回転数制御への移行前は、圧縮機１の停止中にファン５を停止しないことで、循環空気と冷却対象物７の熱交換を促進し、温度センサ６の検出温度を冷却対象物７の温度に近い値とすることで、冷却時間の短縮と過度の冷却を予防している。

以上のように、本発明にかかる冷蔵ショーケースは、冷蔵効果の向上および省エネルギー運転を実現できるため、インバータ圧縮機を搭載した冷蔵庫、自動販売機等の保冷装置に適応することが可能である。

１圧縮機
２凝縮器
３減圧装置
４蒸発器
５ファン
６温度センサ
７冷却対象物
８制御装置
９インバータ駆動回路
２０冷凍回路
３０冷蔵ショーケース

Claims

圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器が冷媒配管で環状に接続された冷凍回路と、
前記蒸発器に空気を送風し循環させるファンと、
前記空気の温度を検出する温度センサと、
制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記圧縮機の運転を停止させる前記温度センサの検出温度である所定値１と、
前記圧縮機の運転を開始させる前記温度センサの検出温度である所定値２と、
前記圧縮機の運転回転数制御を開始する前記温度センサの検出温度である所定値３と、
を有し、
前記制御装置は、前記圧縮機の回転数が一定である通常運転中に、前記温度センサの検出温度が前記所定値１に到達したとき、前記圧縮機の運転を停止させ、
その後、前記温度センサの検出温度が前記所定値２に到達したとき、前記圧縮機の運転を開始させ、前記圧縮機の回転数が一定である通常運転を実行し、
さらにその後、前記温度センサの検出温度が前記所定値３に到達したときには、前記圧縮機の運転回転数制御を行い、前記圧縮機の運転回転数を段階的に低下させていくことを特徴とする冷蔵ショーケース。
前記制御装置は、前記圧縮機の停止中で、停止後所定時間以内に、前記温度センサの検出温度が所定値２に到達せず、その後、前記温度センサの検出温度が前記所定値２に到達したとき、前記圧縮機の運転を開始させ、前記圧縮機の回転数が一定である通常運転を実行し、
さらにその後、前記温度センサの検出温度が前記所定値３に到達したときには、前記圧縮機の運転回転数制御を行い、前記圧縮機の運転回転数を段階的に低下させていくことを特徴とする前記請求項１に記載の冷蔵ショーケース。
前記圧縮機の運転停止中には、前記ファンを停止しないことを特徴とする前記請求項１または２に記載の冷蔵ショーケース。