JPH1183217A

JPH1183217A - 冷凍装置

Info

Publication number: JPH1183217A
Application number: JP24756597A
Authority: JP
Inventors: Setsu Hasegawa; 説長谷川; Yoshio Ida; 芳夫井田; Masayuki Kogure; 雅之小暮; Shinpachiro Uehara; 伸八郎上原; Kensuke Oka; 健助岡
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】系統分けしたショーケース群等の全系統を大
出力の冷凍機１台で冷却するようにする際に、異常のあ
る圧縮機等が停止しても、それ以外の正常なものは停止
せずに、冷却運転を続けることができる冷凍装置を提供
する。【解決手段】収納される冷蔵商品の必要冷却温度に応
じて系統毎に分けられるとともに、蒸発温度がほぼ一定
となるよう系統毎に熱交換効率の異なる蒸発器を備える
複数の冷却器と、凝縮器と複数の圧縮機からなる１台の
冷凍機と、前記冷却器と冷凍機とを接続する冷媒配管
と、各圧縮機２０ａ〜２０ｄの駆動モータに夫々電源を
供給する複数の並列回路と、各並列回路の電源ラインに
夫々配設される複数の漏電遮断器１０３ａ〜１０３ｄと
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冷凍装置に係わり、
特にスーパーマーケットのように商品によって冷却温度
の異なる複数のショーケースや冷蔵庫を冷凍機を用いて
冷却する冷凍装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、スーパーマーケットなどで、冷凍
機と、冷凍・冷蔵用ショーケースやプレハブ冷蔵庫など
の冷却器からなる冷凍装置により、大規模な冷凍系統を
構成する場合、上記ショーケース等の冷却器を冷凍機の
所要能力とその必要能力に合わせて系統化し、それを必
要系統分だけ複数設置するようにしている。

【０００３】一般的なスーパーマーケットでは、アイス
キャンディ等の冷凍商品を除くと、日配・乳製品（冷却
温度：３〜７℃）、青果・果物（５〜１０℃）、精肉・
鮮魚（−５〜２℃）の３つの冷蔵系統がある。蒸発温度
から見ると、日配・乳製品と青果・果物用のショーケー
ス等は−１０℃であるが、精肉・鮮魚用ショーケースは
−１７℃である。

【０００４】例えば、図７はスーパーマーケットにおけ
るショーケース群や冷蔵庫と冷凍機のレイアウトと運転
状態の従来例を示す概略図である。ここでは、ショーケ
ース群１ａ〜１ｉと冷蔵庫１ｊを上述した３つの系統に
分けて、それぞれに第１〜第３冷凍機２ａ〜２ｃを配置
して冷媒配管３ａ〜３ｃで接続し、１系統内の各ショー
ケースやショーケース群１ａ〜１ｉ、冷蔵庫１ｊ毎に電
磁弁４ａ〜４ｊを設けている。各冷凍機２ａ〜２ｃは、
一般的な１０馬力（ＨＰ）、１５馬力、２０馬力の３種
類の圧縮機（コンプレッサ）の中から２〜３台の圧縮機
を組み合わせることにより、２５〜４５馬力の出力が得
られるようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の冷蔵
システムの機器選定において、負荷見積計算を行う場
合、必要な機器から導かれる冷凍能力に対して、安全率
（余裕率）３０％を加えて、システムの冷凍機出力の選
定を行っている。

【０００６】例えば、上述した３種類の系統のショーケ
ース群１ａ〜１ｉや冷蔵庫１ｊのそれぞれの必要冷凍能
力を（Ａ）ｋｃａｌ／ｈ，（Ｂ）ｋｃａｌ／ｈ，（Ｃ）
ｋｃａｌ／ｈとすると、冷凍機能力は（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）×
１．３以上必要となる。なお、安全率（余裕率）３０％
の内訳は、配管圧力損失：１０％、外気温度補正：１０
％、デフロフト後プルダウン対応（霜取り後の負荷上
昇）：１０％となっている。霜取り（デフロスト）後の
負荷上昇分として１０％を見込んでいるのは次のような
理由による。

【０００７】従来の冷凍装置における蒸発器の霜取り
は、まず霜取りを行う系統の冷凍機を停止し、その系統
の各蒸発器に付着した霜を溶解させた後、再びその系統
の冷凍機を運転する方式が一般的である。この方式で
は、霜取終了後の冷凍機の負荷が一時的に大きくなって
しまう。

【０００８】すなわち、上述した図７では、第１冷凍機
２ａに接続されたショーケース群１ａ〜１ｄをデフロス
ト中で、第１冷凍機２ａは停止し、その冷媒配管３ａ中
の各電磁弁４ａ〜４ｄは閉じられている。このデフロス
ト後に最大負荷が生じる。即ち、第１冷凍機２ａに接続
された全てのショーケース群１ａ〜１ｄが一度に負荷上
昇するので、第１冷凍機２ａにとって大きな負荷上昇と
なる。

【０００９】さて、上記各冷凍機２ａ〜２ｃは、複数台
の圧縮機（コンプレッサ）と、凝縮器（コンデンサ）等
の他の要素部品からなり、それらの出力は上述したよう
に２５〜４５馬力であり、全系統で４５馬力を超える冷
凍能力を必要とする冷蔵システムのために選定を行う
と、その組み合わせによっては、必要以上の出力選定を
せざるを得ない。

【００１０】すなわち、従来のこの種の冷凍機の出力構
成は、２５、３０、３５、４５馬力であり、この出力構
成では、ショーケース群１系統に対して、無駄な出力の
冷凍機の選定が多く発生した。そのため、各系統毎の設
備費の増加や運転効率の低下を招き、更にショーケース
群の系統の数だけ無駄な出力（消費電力）が増加してし
まう。

【００１１】例えば、ショーケース群の必要冷凍能力を
青果・果物用が２０馬力、精肉・鮮魚用が１７馬力、日
配・乳製品用が２４馬力とすると、上述した安全率３０
％を加えた冷凍能力は、青果・果物用が２６馬力、精肉
・鮮魚用が２２．１馬力、日配・乳製品用が３１．２馬
力となる。従って、青果・果物用は３０馬力の冷凍機が
必要となり、精肉・鮮魚用が２５馬力の冷凍機、日配・
乳製品用が３５馬力の冷凍機がそれぞれ必要となる。

【００１２】すなわち、安全率３０％を見てトータルで
７９．３馬力で良いところを、３台の冷凍機のトータル
で９０馬力となり、必要以上の出力選定となる。ちなみ
に、冷媒量も冷凍能力にほぼ比例し、おおよそ３０馬力
で９５ｋｇ、２５馬力で８０ｋｇ、３５馬力で１１５ｋ
ｇ必要となり、合計で２９０ｋｇとなる。

【００１３】また、図８に示すように、あるスーパーマ
ーケットで実測した１日あたりのショーケース負荷を調
べると、開店時間中の負荷率は６０％から１００％の間
を推移するが、ショーケースがカバーで覆われる閉店後
の夜間の負荷率は太線で示すようにほぼ２０％となる。
従って、消費電力低減のためには、この夜間２０％負荷
への対応ができるワイドな容量制御範囲を持つ冷凍機が
必要となる。

【００１４】なお、あるスーパーマーケットの年間経費
を調べたところ、電気代が人件費についで第二位のウエ
ートを占めており、冷凍装置は照明やレジスター等の弱
電設備に比べて消費電力がかなり大きいことから、冷凍
装置の電気代の削減がスーパーマーケットの収益向上に
大きく貢献することが分かる。

【００１５】さらに、上記の例では、３系統分の冷凍機
２ａ〜２ｃの設置工事とそれぞれの配管工事が必要とな
り、それだけ手間や時間がかかっていた。

【００１６】上記のような問題に対する対策としては、
系統分けしたショーケース群等の全系統を、圧縮機台数
を増やした大出力の冷凍機１台で冷却することが考えら
れる。

【００１７】ところが、従来の冷凍機の電気回路におい
ては、主に圧縮機の異常時（漏電や短絡時）の安全装置
として、主電源回路に一つの漏電遮断器、さらに操作回
路に一つのヒューズを配置している。従って、異常時に
は冷凍機の圧縮機が全て停止する構成になっている。こ
のような従来技術を、上述した大出力の冷凍機１台で全
系統の冷却器群を冷却しようとする冷凍装置に適用する
と、１台の圧縮機の異常で全系統の冷却器群が停止する
ことになり、大きな問題となる。このことは、凝縮器の
冷却用ファンについても同様に言える。

【００１８】そこで、本発明はこのような問題点を解決
するためになされたものであり、系統分けしたショーケ
ース群等の全系統を大出力の冷凍機１台で冷却するよう
にする際に、異常のある圧縮機等が停止しても、それ以
外の正常なものは停止せずに、冷却運転を続けることが
できる冷凍装置を提供することを目的とするものであ
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明は、収納される冷蔵商品の必要冷却温度に
応じて系統毎に分けられるとともに、蒸発温度がほぼ一
定となるよう前記系統毎に熱交換効率の異なる蒸発器を
備える複数の冷却器と、凝縮器と複数の圧縮機からなる
１台の冷凍機と、前記冷却器と前記冷凍機とを接続する
冷媒配管と、前記各圧縮機の駆動モータに夫々電源を供
給する複数の並列回路と、前記各並列回路の電源ライン
に夫々配設される複数の漏電遮断器とを備えることを特
徴とするものである。

【００２０】さらに、前記冷凍機の凝縮器を冷却するた
めの複数の冷却用ファンと、前記各冷却用ファンの駆動
モータに夫々電源を供給する複数の並列回路と、前記各
並列回路の電源ラインに夫々配設された複数の漏電遮断
器とを備えることを特徴とするものである。

【００２１】また、前記各並列回路の電源ラインに夫々
配設される複数のマグネットリレーと、前記各マグネッ
トリレーに夫々対応するヒューズとを備えることを特徴
とするものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施形態を図面
を参照して詳細に説明する。

【００２３】図１は、本願発明の実施形態に係る冷凍装
置におけるショーケース等の冷却器群と冷凍機のレイア
ウト及びその運転状態を示す概略図である。

【００２４】図に示すように、ショーケース群１ａ〜１
ｉと冷蔵庫１ｊを前述したのとほぼ同様に３つの系統に
分け、大出力の１台の冷凍機２を配置して冷媒配管３を
接続し、各系統内の各ショーケースやショーケース群１
ａ〜１ｉ、冷蔵庫１ｊ毎に電磁弁４ａ〜４ｊを設けてい
る。図では、１系統内を更に細かくブロック化した１つ
のショーケース群１ａをデフロスト中で、その電磁弁４
ａは閉じられているが、他のショーケース群１ｂ〜１ｉ
及び冷蔵庫１ｊの電磁弁４ｂ〜４ｊは開放されたまま
で、冷凍機２は停止せずに運転している。

【００２５】上記冷凍機２は、複数の圧縮機を備えて前
記３系統の冷却器群１ａ〜１ｊの全系統の最低負荷相当
から最高負荷相当までの容量制御機能を有するもので、
後述する新たな霜取り方式とそれに基づく負荷見積方法
により、最適出力の冷凍機２を選定している。

【００２６】また、冷凍機１台を用いることによって蒸
発温度が同一となる各系統の冷却器群１ａ〜１ｊの冷却
温度を、それらに備えられた蒸発器の熱交換効率を異な
らせることにより必要冷却温度が得られるようにしてい
る。具体的には、蒸発温度を従来の日配・乳製品や青果
・果物用のショーケース等の−１０℃に統一し、従来−
１７℃であった精肉・鮮魚用ショーケースは、蒸発器を
大型化，すなわちフィンの表面積を大きくする等して蒸
発器の熱交換効率を良くして、必要冷却温度である−５
℃〜２℃が得られるようにしている。

【００２７】また、図示はしていないが、上記電磁弁４
ａ〜４ｊ以外に、各ショーケース１ａ〜１ｉや冷蔵庫１
ｊに接続される冷媒配管の途中の主要部分には作業がし
やすいようサービス用の弁が取り付けられている。これ
により、１台の冷凍機２から全系統に接続された冷媒配
管３の一部にリーク等が生じても、その部分の冷凍機２
側に設けられたサービス弁を閉じて冷凍機２は動作させ
たまま修理することができ、一部の補修のために全系統
が停止するのを防げるようにしている。

【００２８】また、各冷却器毎に霜取り用タイマが備え
られており、動作時間をずらした各霜取用タイマによ
り、各ブロック毎に設けられた電磁弁４ａ〜４ｊを開閉
することで、冷凍機２の運転は継続させたまま各ブロッ
ク毎の冷却器群１ａ〜１ｊの霜取り動作を順次（シーケ
ンシャルに）行うようにしている。これにより、冷凍機
２の負荷が安定し、ショーケースや冷蔵庫の庫内温度も
安定する。すなわち、冷凍機２にかかる負荷変動が小さ
くなって安定することにより、冷凍機２の消費電力量が
減少し、かつショーケースや冷蔵庫などの冷却器の霜取
り後の温度回復も早くなるので、温度制御性も向上す
る。

【００２９】このような新しい霜取り方式を採用し、そ
のブロック化を適切に行うことにより、霜取り後の負荷
上昇が分散され、全体としてみると非常に小さくなる。
従って、容量制御機能を有する大出力の冷凍機２にとっ
てほとんど無視できるくらいになり、負荷見積計算時に
用いる安全率を従来の３０％からほぼ２０％にしても問
題がない。

【００３０】図２は本実施形態の冷凍機２の冷媒回路図
である。この冷凍機２は、夜間２０％負荷時に対応する
ための１５馬力１台と２０馬力３台の計４台（７５馬
力）の圧縮機２０ａ〜２０ｄが並列配置され、２台づつ
共通配管で接続されている。すなわち、第１圧縮機２０
ａと第２圧縮機２０ｂの吐出管にマフラー２１ａ，２１
ｂを介して接続された冷媒配管２２ａ，２２ｂが途中で
合流して、第１，第２圧縮機用のオイルセパレータ（油
分離器）２３ａに接続されている。同様に、第３圧縮機
２０ｃと第４圧縮機２０ｄの吐出管にマフラー２１ｃ，
２１ｄを介して接続された冷媒配管２２ｃ，２２ｄが途
中で合流して、第３，第４圧縮機用のオイルセパレータ
２３ｂに接続されている。

【００３１】また、第１圧縮機２０ａと第２圧縮機２０
ｂの吸入管に接続された冷媒配管２４ａ，２４ｂが途中
で合流して、第１，第２圧縮機用のアキュムレータ（気
液分離器）２５ａに接続されている。同様に、第３圧縮
機２０ｃと第４圧縮機２０ｄの吸入管に接続された冷媒
配管２４ｃ，２４ｄが途中で合流して、第３，第４圧縮
機用のアキュムレータ２５ｂに接続されている。各圧縮
機２０ａ〜２０ｄの吐出管と吸入管には保守用のサービ
ス弁２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄが備えられてい
る。

【００３２】上記各オイルセパレータ２３ａ，２３ｂを
出た冷媒配管２８ａ，２８ｂは合流して、２つ１組で合
計３組備えられ、それぞれ複数のファン２９による空冷
式のコンデンサ（凝縮器）３０ａ〜３０ｆに分配接続さ
れている。各コンデンサ３０ａ〜３０ｆの入力側には、
ユニット毎にサービス弁３１ａ〜３１ｃが備えられ、出
力側には個々にサービス弁３２ａ〜３２ｆが備えられて
いる。また、各ユニットの出力の一方側には、ファンモ
ータ制御用温度センサのバックアップ用の高圧圧力スイ
ッチ３３ａ〜３３ｃが取り付けられている。

【００３３】各コンデンサ３０ａ〜３０ｆを出た冷媒配
管は合流してレシーバタンク（受液器）３４に接続され
る。レシーバタンク３４には、その冷媒配管入口側と出
口側にサービス弁３５，３６が備えられると共に、安全
弁３７、可溶栓３８、及び逆止弁３８とキャピュラリー
チューブ３９を介して高圧圧力計４０が取り付けられて
いる。

【００３４】レシーバタンク３４を出た冷媒配管は、フ
ィルタドライヤ４１やモイスチャインジケータ４２を介
して、高圧液管４３として冷凍機２外に引き出され、前
記図１に示したように、共通配管３が分岐されて電磁弁
４ａ〜４ｊを介し各ショーケース群１ａ〜１ｉや冷蔵庫
１ｊに接続される。

【００３５】各ショーケース群１ａ〜１ｉ及び冷蔵庫１
ｊからの冷媒配管は合流して一本の共通配管３となって
冷凍機２の吸入管４４に接続され、第１，第２圧縮機用
のアキュムレータ２５ａと第３，第４圧縮機用のアキュ
ムレータ２５ｂに入力される。この吸入管４４には、サ
ービス用止弁４６が接続されると共に、低圧圧力計４
７、第１，第２圧縮機用の低圧圧力スイッチ４８ａ及び
第３，第４圧縮機用の低圧圧力スイッチ４８ｂが取り付
けられている。

【００３６】上記第１，第２圧縮機用の低圧圧力スイッ
チ４８ａ及び第３，第４圧縮機用の低圧圧力スイッチ４
８ｂは、それぞれ異なる２種類のＯＮ／ＯＦＦ圧力を設
定可能なデジタル式の圧力スイッチで、圧縮機２０ａ〜
２０ｄの容量制御用に設けられている。すなわち、２つ
の低圧圧力スイッチ４８ａ，４８ｂでそれぞれ異なる４
種類のＯＮ／ＯＦＦ圧力が設定可能で、圧縮器１台運転
（夜間２０％負荷対応）から圧縮器４台運転（昼間１０
０％負荷対応）までのワイドな容量制御が可能となって
いる。

【００３７】一方、上記第１，第２圧縮機用のアキュム
レータ２５ａから出た冷媒配管４９ａは分岐して第１圧
縮機２０ａと第２圧縮機２０ｂの吸入管に接続され、第
３，第４圧縮機用のアキュムレータ２５ｂから出た冷媒
配管４９ｂは分岐して第３圧縮機２０ｃと第４圧縮機２
０ｄの吸入管に接続される。

【００３８】また、上記モイスチャインジケータ４２の
下流側の高圧液管４３には、高圧液冷媒を各圧縮機２０
ａ〜２０ｄに戻して蒸発させることにより、蒸発熱で各
圧縮機２０ａ〜２０ｄを冷却するためのリキッドインジ
ェクション用パイプ（Ｌ／Ｉ用パイプ）５０が接続され
ている。このＬ／Ｉ用パイプ５０は途中で各圧縮機用の
４本に分岐され、それぞれサービス用止弁５１ａ〜５１
ｄ、電磁弁５２ａ〜５２ｄ及び減圧蒸発用のキャピュラ
リーチューブ５３ａ〜５３ｄを介して各圧縮機２０ａ〜
２０ｄの低圧側に入力されている。

【００３９】一方、前記第１，第２圧縮機用オイルセパ
レータ２３ａと第３，第４圧縮機用オイルセパレータ２
３ｂには、分離した潤滑油を貯留するためのオイルタン
ク５４が接続されている。このオイルタンク５４の入口
側と出口側にはサービス弁５５，５６が備えられてい
る。このオイルタンク出口のサービス弁５６に接続され
た配管は途中で、各圧縮機用の４本に分岐され、それぞ
れサービス用止弁５７ａ〜５７ｄ、オイルレギュレータ
５８ａ〜５８ｄを介して各圧縮機２０ａ〜２０ｄに接続
されている。また、このオイルタンク５４は、オイルタ
ンク均圧配管サービス弁５９を介して当該冷凍機２の吸
入管４４に接続されている。

【００４０】また、各圧縮機２０ａ〜２０ｄの高圧側と
低圧側に、その異常高圧や異常低圧を検出して圧縮機２
０ａ〜２０ｄを保護するための高低圧圧力スイッチ６０
ａ〜６０ｄが圧力安定化用のキャピュラリーチューブ６
１ａ〜６１ｄを介して接続されている。

【００４１】本実施形態では、冷凍機２内にも上述した
主要部分に各種のサービス弁が設けられているので、冷
媒配管等の一部にリーク等が生じても、その部分の両側
に設けられたサービス弁を閉じて、冷凍機は動作させた
まま修理することにより、一部の補修のために全系統が
停止するのを防ぐことができるようになっている。

【００４２】図３は、上記冷凍機２の電気回路の特に圧
縮機駆動系を示すブロック図である。

【００４３】この電気回路１００は、柱上トランス等の
１次側電源２００に接続された電源端子盤１０１を有す
る。この電源端子盤１０１には、各圧縮機２０ａ〜２０
ｄの駆動モータにそれぞれマグネットリレー１０２ａ〜
１０２ｄを介して電源を供給する太線図示の主電源回路
１００ａが接続されるとともに、上記各マグネットリレ
ー１０２ａ〜１０２ｄのコイル部に供給する電源をＯＮ
／ＯＦＦ操作するための細線図示の操作回路１００ｂが
接続されている。

【００４４】上記各圧縮機２０ａ〜２０ｂの駆動モータ
に電源を供給する並列回路のそれぞれには、上記マグネ
ットリレー１０２ａ〜１０２ｄとともに、各圧縮機駆動
モータの漏電時に給電を遮断するための漏電遮断器１０
３ａ〜１０３ｄが備えられている。この漏電遮断器１０
３ａ〜１０３ｄは、これまでは電源端子盤１０１の１次
側電源２００側に１つだけ設けられていたものである。

【００４５】一方、上記操作回路１００ｂの電源端子盤
１０１側にはメインスイッチ１０４が備えられるととも
に、各マグネットリレー１０２ａ〜１０２ｄを操作する
並列回路のそれぞれには、保守用に各圧縮機２０ａ〜２
０ｄを個々にＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチ１０５ａ
〜１０５ｄと、マグネットリレー１０２ａ〜１０２ｄの
コイル短絡時等に過電流によって溶断するヒューズ１０
６ａ〜１０６ｄと、圧力スイッチ接点部１０８ａ〜１０
８ｄが直列に配設されている。

【００４６】上記ヒューズ１０６ａ〜１０６ｄは、これ
までは電源端子盤１０１とメインスイッチ１０４間に１
つだけ設けられていたものである。また、上記各圧力ス
イッチ接点部１０８ａ〜１０８ｄは、図２の冷媒回路図
で説明した高低圧圧力スイッチ６０ａ〜６０ｄ、第１，
第２圧縮機用低圧圧力スイッチ４８ａ及び第３，第４圧
縮機用低圧圧力スイッチ４８ｂ等の対応する接点部を直
列接続したものである。

【００４７】上記各マグネットリレー１０２ａ〜１０２
ｄは、図４に示すように、上記操作回路１００ｂより電
源が供給されるコイル部１１０と、このコイル部１１０
の励磁／非励磁により主電源回路１００ａをＯＮ／ＯＦ
Ｆする接点部１１１と、この接点部１１１に直列接続さ
れてバイメタルにより過負荷時の過電流でＯＦＦとなる
サーマル部１１２とから構成されている。なお、サーマ
ル部１１２は熱動型で反応が遅いため、漏電による過電
流時には対応する漏電遮断器１０３ａ〜１０３ｄがＯＦ
Ｆとなる。

【００４８】なお、図２の冷媒回路図で示した各コンデ
ンサ（凝縮器）３０ａ〜３０ｆの冷却用ファン２９も複
数台（図では６台）備えられているので、電気回路のフ
ァンモータ駆動系も基本的には上記と同様な回路構成と
なる。なお、圧力スイッチ接点部１０８ａ〜１０８ｄは
有しない。

【００４９】さて、以上のように構成された本実施形態
の冷凍機２は屋外に設置され、その高圧液管４３と吸入
管４４が、前記図１に示したように、スーパーマーケッ
ト内のショーケース群１ａ〜１ｉや冷蔵庫１ｊと冷媒配
管３で接続される。この場合、冷凍機１台の設置工事と
その配管工事で済むので、設置工事の簡略化を図ること
ができる。

【００５０】本実施形態の冷凍機２は、４台の圧縮機２
０ａ〜２０ｄが前述したように第１，第２圧縮機用低圧
スイッチ４８ａと第３，第４圧縮機用低圧スイッチ４８
ｂとによって自動的に容量制御運転され、例えばショー
ケースにカバーが掛けられる夜間２０％負荷時には１５
馬力の圧縮機１台運転となり、開店後の昼間の１００％
負荷時には圧縮機４台運転となる。

【００５１】各圧縮機２０ａ〜２０ｄで圧縮された高圧
高温冷媒は合流して、オイルセパレータ２３ａ，２３ｂ
で冷媒に混じった潤滑油が分離され、分離された潤滑油
はオイルタンク５４に一旦貯留され、オイルレギュレー
タ５８ａ〜５８ｄの作用により必要に応じて各圧縮機２
０ａ〜２０ｄに戻される。

【００５２】各オイルセパレータ２３ａ，２３ｂを経た
高圧高温冷媒は合流すると共に、３ユニットの空冷コン
デンサ３０ａ〜３０ｆに分割供給され、ここでファン２
９による強制空冷により凝縮液化し、レシーバタンク３
４に溜められる。

【００５３】レシーバータンク３４からは、フィルタド
ライヤ４１及びモイスチャインジケータ４２を介して高
圧液冷媒が当該冷凍機２に配管接続されたショーケース
群１ａ〜１ｉや冷蔵庫１ｊに安定して供給される。ショ
ーケース群１ａ〜１ｉや冷蔵庫１ｊに供給される高圧液
冷媒はその膨張弁を通ることにより減圧膨張されて、蒸
発器（エバポレータ）に供給される。蒸発器では、減圧
膨張された液冷媒の気化熱により庫内を冷却し、その熱
交換効率に応じた冷却温度に維持する。

【００５４】本実施形態では、上述したように、１台の
冷凍機２を用いることによって蒸発温度が同一となる各
系統のショーケース群１ａ〜１ｉ及び冷蔵庫１ｊの冷却
温度を、それらに備えられた蒸発器の熱交換効率を異な
らせることにより必要冷却温度が得られるようにしてい
る。ここでは、蒸発温度を日配・乳製品や青果・果物用
のショーケース等の−１０℃に統一し、従来−１７℃で
あった精肉・鮮魚用ショーケースは、蒸発器を大型化，
すなわちフィンの表面積を大きくする等して蒸発器の熱
交換効率を良くすることにより、必要冷却温度である−
５℃〜２℃が得られるようにしている。

【００５５】このようにして、各系統のショーケース群
１ａ〜１ｉや冷蔵庫１ｊを冷却して低圧となった冷媒ガ
スは冷媒配管３を介して冷凍機２の吸入管４４に戻さ
れ、アキュムレータ２５ａ，２５ｂを介して気液分離さ
れた後、気体分のみが各圧縮機２０ａ〜２０ｄに戻さて
再圧縮され、上記の冷凍サイクルを繰り返す。

【００５６】この間、各圧縮機２０ａ〜２０ｄは、開閉
店や昼夜におけるショーケース群１ａ〜１ｉや冷蔵庫１
ｊの負荷変動に応じて、第１，第２圧縮機用低圧スイッ
チ４８ａと第３，第４圧縮機用低圧スイッチ４８ｂとに
よって自動的に容量制御運転される。よって、冷凍機２
の運転状態は、ショーケース群１ａ〜１ｉや冷蔵庫１ｊ
のそれぞれの必要冷却温度を維持するために必要最小限
の出力に維持される。

【００５７】ここで、従来のシステムでは、前述したよ
うに３系統の３台の冷凍機２ａ〜２ｃの総出力が、全系
統の必要冷凍能力６１馬力に対して個々に安全率３０％
を加味してそれ以上の冷凍機を選定しなければならない
ため合計９０馬力となり、必要な冷媒量も２９０ｋｇと
なったが、本実施形態のシステムでは、同じ全系統必要
冷凍能力６１馬力に対し、前述した新たな霜取り方式
（シーケンシャルデフロスト方式）により霜取り後の負
荷上昇を抑えた安全率２０％を加味した値が７３．２馬
力となることから、７５馬力１台でよくなり、冷媒量も
２４０ｋｇとなった。結果として、馬力は１７％削減、
冷媒量も１７％削減を達成できたことになる。

【００５８】次に、本実施形態の冷凍装置による消費電
力量の低減について説明する。図５のグラフは１日の電
力変化を示している。点線は本実施形態の冷凍装置、実
線は従来の冷凍装置である。夜間２０％負荷の時間帯に
おいて、本実施形態おける冷凍装置の容量制御性で対応
した結果、大幅な電力量の低減が達成されている。ま
た、出力最適化の効果、シーケンシャルデフロストの効
果によっても、大きな電力量の低減が達成されている。
このデータを解析した結果、年間を通じて約１８．５％
の消費電力低減が見込まれる。

【００５９】ところで、最適出力冷凍機として、スーパ
ーマーケットについてのさまざまな情報収集の結果、冷
凍機には、５馬力刻みで４５から９５馬力までのシリー
ズ構成（１１機種）が必要であるとが分かった。

【００６０】そのため、本願発明では、夜間２０％負荷
に対応したワイドな容量制御範囲を持つ冷凍機を開発す
るために、図６に示すように、５馬力刻みで４５〜９５
馬力（ＨＰ）の冷凍機に、１０、１５、２０馬力の圧縮
機（コンプレッサ）を組み合わせた最大５台のマルチコ
ンプレッサ方式を採用し、５馬力刻みで４５から９５馬
力までの１１機種を実現できるようにした。

【００６１】以上のように本実施形態では、圧縮機台数
を増やした大出力の冷凍機１台で上述したようにして全
系統の冷却器群１ａ〜１ｊを冷却することにより、省電
力化、省冷媒化および設置工事の簡略化等を図ることが
できるようにしたが、１台の冷凍機２が圧縮機異常等に
より停止した場合は全系統が停止してしまうので大きな
問題となる。

【００６２】これに対しても、本実施形態では、図３に
示したように、各圧縮機２０ａ〜２０ｄの駆動モータに
電源を供給する並列回路のそれぞれには漏電遮断器１０
３ａ〜１０３ｄを備え、また、各マグネットリレー１０
２ａ〜１０２ｄを操作する並列回路のそれぞれにはヒュ
ーズ１０６ａ〜１０６ｂを備え、さらに各コンデンサ３
０ａ〜３０ｆの冷却用ファン２９に対しても同様の対策
を施したので、上記のような問題を回避することができ
る。

【００６３】すなわち、例えば、第１圧縮機２０ａの駆
動モータに漏電が生じた場合には対応する漏電遮断器１
０３ａのみが働き、また、そのマグネットリレー１０２
ａのコイル部１１０に短絡が生じた場合には対応するヒ
ューズ１０６ａのみが溶断する。従って、異常のある第
１圧縮機２０ａは安全のため停止するが、それ以外の正
常な第２〜第４圧縮機２０ｂ〜２０ｄは停止することが
ないため、冷凍機２は運転を継続し、全系統の冷却器群
１ａ〜１ｊに対する冷却運転を続けることができる。

【００６４】

【発明の効果】以上のように本願発明によれば、収納さ
れる冷蔵商品の必要冷却温度に応じて系統毎に分けられ
るとともに、蒸発温度がほぼ一定となるよう系統毎に熱
交換効率の異なる蒸発器を備える複数の冷却器と、凝縮
器と複数の圧縮機からなる１台の冷凍機と、前記冷却器
と冷凍機とを接続する冷媒配管と、各圧縮機の駆動モー
タに夫々電源を供給する複数の並列回路と、各並列回路
の電源ラインに夫々配設される複数の漏電遮断器とを備
えるようにしたので、圧縮機異常時に、異常のある圧縮
機が停止しても、それ以外の正常な圧縮機は停止するこ
とがないため、冷凍機は運転を継続し、全系統の冷却器
群の冷却運転を続けることができる。

【００６５】さらに、前記冷凍機の凝縮器を冷却するた
めの複数の冷却用ファンと、各冷却用ファンの駆動モー
タに夫々電源を供給する複数の並列回路と、各並列回路
の電源ラインに夫々配設された複数の漏電遮断器とを備
えるようにしたので、冷却用ファンの異常時にも、異常
のある冷却用ファンは停止しても、それ以外の正常なフ
ァンは停止することがないため、冷凍機は運転を継続で
き、全系統の冷却器群の冷却運転を続けることができ
る。

【００６６】また、前記各並列回路の電源ラインに夫々
配設される複数のマグネットリレーと、各マグネットリ
レーに夫々対応するヒューズとを備えるようにしたの
で、操作回路の異常時にも、それによって操作される圧
縮機や冷却用ファンは停止しても、それ以外の正常なも
のは停止することがないため、冷凍機は運転を継続で
き、全系統の冷却器群の冷却運転を続けることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施形態に係る冷凍装置におけるシ
ョーケース等の冷却器群と冷凍機のレイアウト及びその
運転状態を示す概略図。

【図２】上記実施形態の冷凍機の冷媒回路図。

【図３】上記実施形態の冷凍機における電気回路の圧縮
機駆動系を示すブロック図。

【図４】上記図３のマグネットリレーの内部構成を示す
回路図。

【図５】上記実施形態と従来例のスーパーマーケットに
おける１日の電力変化量を示す図。

【図６】本願発明による機種構成を示す図。

【図７】スーパーマーケットにおけるショーケース群や
冷蔵庫と冷凍機のレイアウトと運転状態の従来例を示す
概略図。

【図８】ショーケース１日あたりの負荷推移を示す図。

【符号の説明】

１ａ〜１ｉショーケース１ｊ冷蔵庫２冷凍機３，２２ａ〜２２ｄ，２４ａ〜２４ｄ，２８ａ，２８
ｂ，４９ａ，４９ｂ冷媒配管４ａ〜４ｊ，５２ａ〜５２ｄ電磁弁２０ａ〜２０ｄ圧縮機２３ａ，２３ｂオイルセパレータ２５ａ，２５ｂアキュムレータ２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，３１ａ〜３１ｃ，３
２ａ〜３２ｆ，３５，３６，５１ａ〜５１ｄ，５５，５
６サービス弁５４オイルタンク３４レシーバタンク３０ａ〜３０ｆコンデンサ４８ａ，４８ｂ低圧圧力スイッチ１００電気回路１００ａ主電源回路１００ｂ操作回路１０２ａ〜１０２ｄマグネットリレー１０３ａ〜１０３ｄ漏電遮断器１０６ａ〜１０６ｄヒューズ

フロントページの続き (72)発明者上原伸八郎大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者岡健助大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】収納される冷蔵商品の必要冷却温度に応
じて系統毎に分けられるとともに、蒸発温度がほぼ一定
となるよう前記系統毎に熱交換効率の異なる蒸発器を備
える複数の冷却器と、凝縮器と複数の圧縮機からなる１台の冷凍機と、前記冷却器と前記冷凍機とを接続する冷媒配管と、前記各圧縮機の駆動モータに夫々電源を供給する複数の
並列回路と、前記各並列回路の電源ラインに夫々配設される複数の漏
電遮断器とを備える冷凍装置。
【請求項２】前記冷凍機の凝縮器を冷却するための複
数の冷却用ファンと、前記各冷却用ファンの駆動モータに夫々電源を供給する
複数の並列回路と、前記各並列回路の電源ラインに夫々配設された複数の漏
電遮断器とを備えることを特徴とする請求項１に記載の
冷凍装置。
【請求項３】前記各並列回路の電源ラインに夫々配設
される複数のマグネットリレーと、前記各マグネットリレーに夫々対応するヒューズとを備
えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷
凍装置。