JPWO2019215846A1 - ショーケース - Google Patents

Abstract

ショーケースは、圧縮機、凝縮器、絞り装置、および、蒸発器が配管で順次接続され、かつ、熱交換器が凝縮器に対して直列または並列に接続された冷媒回路と、蒸発器で冷却された空気が流れる冷却室、および、蒸発器もしくは熱交換器で冷却された空気または熱交換器で加温された空気が流れる加温冷却選択室、が形成された筐体と、を備えたものである。

Description

本発明は、スーパーマーケットおよびコンビニエンスストア等の店舗に設置されるショーケースに関するものである。

従来から、加温使用する棚と冷却使用する棚とを有するショーケースが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のショーケースは、電気ヒータが加温使用する棚の加温を行っている。

特開２０１５−１６５８７５号公報

特許文献１に記載のショーケースでは、電気ヒータが加温使用する棚の加温を行っているため、エネルギー消費が多くなってしまうという課題があった。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、省エネルギー化を実現することができるショーケースを提供することを目的としている。

本発明に係るショーケースは、圧縮機、凝縮器、絞り装置、および、蒸発器が配管で順次接続され、かつ、熱交換器が前記凝縮器に対して直列または並列に接続された冷媒回路と、前記蒸発器で冷却された空気が流れる冷却室、および、前記蒸発器もしくは前記熱交換器で冷却された空気または前記熱交換器で加温された空気が流れる加温冷却選択室、が形成された筐体と、を備えたものである。

本発明に係るショーケースによれば、電気ヒータを使用せずに熱交換器で加温された空気で、つまり排熱を利用して加温冷却選択室を加温する構成であるため、省エネルギー化を実現することができる。

本発明の実施の形態１に係るショーケースを示す正面模式図である。 本発明の実施の形態１に係るショーケースの冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係るショーケースの加温時の空気の流れを示す模式図である。 本発明の実施の形態１に係るショーケースの加温時の空気の流れを示す正面からみた模式図である。 本発明の実施の形態１に係るショーケースの冷却時の空気の流れを示す模式図である。 本発明の実施の形態１に係るショーケースの冷却時の空気の流れを示す正面からみた模式図である。 本発明の実施の形態２に係るショーケースの冷媒回路図である。 本発明の実施の形態３に係るショーケースの冷媒回路図である。 その他の実施の形態に係るショーケースを示す正面模式図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るショーケースを示す正面模式図である。

本実施の形態１に係るショーケースはリーチインタイプであり、図１に示すように、外郭を構成する筐体１の内部に、加温と冷却とを切替え可能な加温冷却選択室２と、冷却専用の第一冷却室３および第二冷却室４と、機械室５とが形成されている。つまり、本実施の形態１に係るショーケースは、加温冷却選択室２を冷却または加温する、冷却・加温機能を備えている。なお、機械室５には、後述する圧縮機１０、凝縮器１２、および、凝縮器用送風機２１が設置されている。

図２は、本発明の実施の形態１に係るショーケースの冷媒回路図である。
本実施の形態１に係るショーケースは、図２に示すように、第一回路１０１と第二回路１０２とで構成され、冷媒が循環する冷媒回路１００Ａを備えている。さらに、ショーケースは、制御装置２００を備えている。

第一回路１０１は、圧縮機１０、三方弁１１、凝縮器１２、第一逆止弁１３、絞り装置１４、および、蒸発器１５が配管で順次接続された環状の回路である。また、第二回路１０２は、圧縮機１０、三方弁１１、熱交換器１６、第二逆止弁１７、絞り装置１４、および、蒸発器１５が配管で順次接続された環状の回路である。そして、凝縮器１２と熱交換器１６とは、互いに並列に接続されている。

圧縮機１０は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温高圧の状態にするものであり、例えば周波数が可変できるインバータ圧縮機である。三方弁１１は、冷媒の流通方向を切り替える流路切替装置である。なお、三方弁１１の代わりに電磁弁２個を使用してもよく、その場合でも三方弁１１と同様の切り替えが可能である。凝縮器１２、蒸発器１５、および、熱交換器１６は、冷媒と空気との間で熱交換を行うものである。絞り装置１４は、それに流れ込む冷媒を減圧する装置であり、例えば電子膨張弁である。第一逆止弁１３および第二逆止弁１７は、一方向の冷媒の流れを許容し、逆流を防止するものである。

凝縮器用送風機２１は、凝縮器１２に併設され、凝縮器１２に空気を供給するものである。蒸発器用送風機２２は、蒸発器１５に併設され、蒸発器１５に空気を供給するものである。熱交換器用送風機２３は、熱交換器１６に併設され、熱交換器１６に空気を供給するものである。凝縮器用送風機２１、蒸発器用送風機２２、および、熱交換器用送風機２３は、例えば一定速または周波数が可変できるＤＣタイプの送風機である。

制御装置２００は、ショーケース全体を制御するものであり、例えば、絞り装置１４の開度、および、圧縮機１０がインバータ圧縮機である場合はその周波数、などを制御する。この制御装置２００は、例えば、専用のハードウェア、またはメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）で構成されるものである。

図３は、本発明の実施の形態１に係るショーケースの加温時の空気の流れを示す模式図である。図４は、本発明の実施の形態１に係るショーケースの加温時の空気の流れを示す正面からみた模式図である。図５は、本発明の実施の形態１に係るショーケースの冷却時の空気の流れを示す模式図である。図６は、本発明の実施の形態１に係るショーケースの冷却時の空気の流れを示す正面からみた模式図である。

図３に示すように、ショーケース内の天板３４と前扉６の上部との間には吹出口４２が形成されており、底板３５と前扉６の下部との間には吸込口４３が形成されている。

また、ショーケースの筐体１の背面側に設けられた断熱壁３０の内側には、間隔をおいて内層仕切板３１、天板３４、および、底板３５（以下、それらの総称として庫内仕切板と称する）が取り付けられている。断熱壁３０と庫内仕切板との間には、上部ダクト４０ａ、中部ダクト４０ｂ、および、底部ダクト４０ｃが形成されており、それらは互いに連通している。上部ダクト４０ａは、吹出口４２と中部ダクト４０ｂとの間に形成されており、中部ダクト４０ｂは、上部ダクト４０ａと底部ダクト４０ｃとの間に形成されており、底部ダクト４０ｃは、吸込口４３と中部ダクト４０ｂとの間に形成されている。

また、庫内仕切板の内側は庫内となっており、庫内には加温冷却選択室２、第一冷却室３、および、第二冷却室４の貯蔵室が形成されている。この貯蔵室内には商品陳列用の棚３２が、例えば４段に架設されている。また、貯蔵室の下方は吸込口４３を介して底部ダクト４０ｃと連通している。

貯蔵室の背面側に位置する中部ダクト４０ｂには蒸発器１５が縦向きに配置されており、上部ダクト４０ａには熱交換器１６が横向きに配置されている。また、蒸発器１５の下方または上方には蒸発器用送風機２２が、熱交換器１６の下方または上方には熱交換器用送風機２３が、それぞれ配置されている。

また、加温冷却選択室２の底部には、加温冷却選択室２と第二冷却室４とを仕切る仕切部材が設けられている。仕切部材は、加温冷却選択室２の底部に固定された底板固定部３６と、底板固定部３６と当接するように前後に移動可能な前フサギ板３７および後フサギ板３８と、で構成されている。

前フサギ板３７は、後フサギ板３８よりも前方に設けられており、前方に移動して後述する風路４５（図５参照）を塞ぎ、後方に移動して風路４５を開放するものである。また、後フサギ板３８は、前フサギ板３７よりも後方に設けられており、後方に移動して上部ダクト４０ａと中部ダクト４０ｂとを仕切り、前方に移動して上部ダクト４０ａと中部ダクト４０ｂとを連通させるものである。

ここで、上部ダクト４０ａと中部ダクト４０ｂとを仕切るとは、上部ダクト４０ａと中部ダクト４０ｂとが連通していない状態にすることである。そのため、本実施の形態１に係るショーケースは、蒸発器１５で冷却された空気が、上部ダクト４０ａと中部ダクト４０ｂとが連通しているときは吹出口４２から加温冷却選択室２に吹き出され、上部ダクト４０ａと中部ダクト４０ｂとが仕切られているときは吹出口４２から加温冷却選択室２に吹き出されないように構成されている。

なお、前フサギ板３７および後フサギ板３８の前後の移動は、手動によって行われるが、制御装置２００によって制御される構成としてもよい。

また、加温冷却選択室２の内層仕切板３１の下部には、加温用開口穴４４が形成されている。また、図４の矢印で示すような冷気の流れになるように、第一冷却室３および第二冷却室４に連通する通路部材（図示せず）が、中部ダクト４０ｂに設けられている。また、図３に示すように、中部ダクト４０ｂの下部には、冷媒漏れ検出センサー５０が設けられている。

次に、本実施の形態１に係るショーケースの冷媒の流れについて説明する。
圧縮機１０で圧縮され、吐出された高温高圧のガス冷媒は、三方弁１１が凝縮器１２に連通している場合は、三方弁１１を通って凝縮器１２に流入する。凝縮器１２に流入した高温高圧ガス冷媒は、凝縮器用送風機２１から供給された空気に放熱しながら凝縮し、高圧の液冷媒となる。そして、凝縮器１２から流出した高圧の液冷媒は、第一逆止弁１３を通り、絞り装置１４へ流入する。そして、絞り装置１４によって低温低圧の二相冷媒に減圧された後、蒸発器１５に流入する。蒸発器１５に流入した低温低圧の二相冷媒は、蒸発器用送風機２２から供給された空気から吸熱することで庫内に吹き出される空気を冷却し、低温低圧のガス冷媒となる。その後、蒸発器１５から流出した低温低圧のガス冷媒は、圧縮機１０へ吸入される。以上のように、ショーケースの第一冷凍サイクルが形成される。

また、圧縮機１０で圧縮され、吐出された高温高圧のガス冷媒は、三方弁１１が熱交換器１６に連通している場合は、三方弁１１を通って熱交換器１６に流入する。熱交換器１６に流入した高温高圧ガス冷媒は、熱交換器用送風機２３から供給された空気に放熱しながら凝縮し、高圧の液冷媒となる。そして、凝縮器１２から流出した高圧の液冷媒は、第二逆止弁１７を通り、絞り装置１４へ流入する。そして、絞り装置１４によって低温低圧の二相冷媒に減圧された後、蒸発器１５に流入する。蒸発器１５に流入した低温低圧の二相冷媒は、蒸発器用送風機２２から供給された空気から吸熱することで庫内に吹き出される空気を冷却し、低温低圧のガス冷媒となる。その後、蒸発器１５から流出した低温低圧のガス冷媒は、圧縮機１０へ吸入される。以上のように、ショーケースの第二冷凍サイクルが形成される。

次に、本実施の形態１に係るショーケースの作動流体である冷媒について説明する。
本実施の形態１に係るショーケースでは、作動流体である冷媒として、地球温暖化係数が１５００以下のＨＣ冷媒である可燃性冷媒が用いられ、例えば、プロパン、イソブタンが用いられる。プロパンの地球温暖化係数は３．３、イソブタンの地球温暖化係数は４である。なお、当該技術分野においては、地球温暖化係数はＧＷＰとも略称される。

本実態の形態１に係るショーケースは、冷凍装置内蔵型であるため、小型化が可能である。また、例えばプロパンの場合は液密度が小さいので、冷媒の充填量を減らすことができ、冷媒量を低減することができる。したがって、プロパン等の地球温暖化係数が１５００以下の可燃性冷媒を用いた場合であっても、冷媒の漏れに対する安全性を確保することが可能なショーケースを提供することができる。冷媒量を低減することができるので、燃焼範囲の下限値ＬＦＬは、例えばプロパンであれば２．１ｖｏｌ／％となるように設定され、冷媒が洩れた場合でも店舗内の冷媒濃度が冷媒の燃焼濃度に達することを回避することができる。

次に、本実施の形態１に係るショーケースの動作について説明する。
まず初めに、加温冷却選択室２が加温の場合について説明する。
加温冷却選択室２が加温の場合、図２に示す冷媒回路１００Ａにおいて、三方弁１１が熱交換器１６に連通するように構成される。また、図３に示すように、前フサギ板３７は、底板固定部３６上を当接しながら前方向に移動して前側端部が前扉６と当接し、後フサギ板３８は底板固定部３６上を当接しながら後方向に移動して後側端部が断熱壁３０と当接するように構成される。このように前フサギ板３７および後フサギ板３８が移動することで、風路４５（図５参照）が塞がれるとともに上部ダクト４０ａと中部ダクト４０ｂとが仕切られ、加温冷却選択室２が、底板固定部３６、前フサギ板３７、および、後フサギ板３８で閉鎖された空間となる。そのため、加温冷却選択室２が、第一冷却室３および第二冷却室４とは別空間となる。

圧縮機１０から吐出された冷媒は、熱交換器１６にて熱交換器用送風機２３から供給された空気に放熱することで空気を温める。その後、放熱して凝縮した冷媒は、絞り装置１４で減圧され、蒸発器１５にて蒸発器用送風機２２から供給された空気から吸熱することで空気を冷却する。その後、吸熱して蒸発した冷媒は、再び圧縮機１０に戻る。

一方、熱交換器１６で温められた空気は、吹出口４２から加温冷却選択室２に吹き出され、加温冷却選択室２内を循環しながら加温冷却選択室２を加温した後、内層仕切板３１の下部に設けられた加温用開口穴４４から上部ダクト４０ａへと戻る。

また、蒸発器１５で冷却された空気は、中部ダクト４０ｂで第一冷却室３の方向および第二冷却室４の方向に分岐する（図示せず）。そして、図４に示すように、第一冷却室３の方向に分岐した空気は第一冷却室３を循環しながら第一冷却室３を冷却し、第二冷却室４の方向に分岐した空気は第二冷却室４を循環しながら第二冷却室４を冷却する。その後、第一冷却室３を冷却した空気および第二冷却室４を冷却した空気は、吸込口４３から底部ダクト４０ｃへと流れる。

加温冷却選択室２の加温時では、加温冷却選択室２の温度を６０℃以上に保つため、制御装置２００は、圧縮機１０の周波数を増速し、熱交換器１６の凝縮温度を６０〜８０℃程度にする。冷媒にはプロパンが使用されており、プロパンはＲ４１０Ａ等に比べ吐出温度が低い（約２０℃程度低い）ので、凝縮温度を高めることができる。なお、熱交換器１６の放熱量を凝縮器１２の放熱量よりも小さくして、凝縮温度を高めてもよい。

また、加温冷却選択室２の加温時では、制御装置２００は、凝縮器用送風機２１を連続で運転することにより、万が一冷媒が洩れた場合でも、凝縮器用送風機２１が運転しているので冷媒が拡散されるため、機械室５の安全性が向上する。なお、冷媒が洩れた場合は、制御装置２００は、冷媒漏れ検出センサー５０で冷媒の漏れを検知したら、凝縮器用送風機２１、蒸発器用送風機２２、および、熱交換器用送風機２３の全てを全速で運転するようにする。

次に、加温冷却選択室２が冷却の場合について説明する。
加温冷却選択室２が冷却の場合、図２に示す冷媒回路１００Ａにおいて、三方弁１１が凝縮器１２に連通するように構成される。また、図５に示すように、前フサギ板３７は、底板固定部３６上を当接しながら後方向に移動して前側端部が前扉６から離れ、後フサギ板３８は底板固定部３６上を当接しながら前方向に移動して後側端部が断熱壁３０から離れるように構成される。このように前フサギ板３７および後フサギ板３８が移動することで、加温冷却選択室２と第二冷却室４とを連通させる風路４５が開放され、加温冷却選択室２が、第二冷却室４と連通する。また、上部ダクト４０ａと中部ダクト４０ｂとが連通する。

圧縮機１０から吐出された冷媒は、凝縮器１２にて凝縮器用送風機２１から供給された空気に放熱することで凝縮する。凝縮した冷媒は、絞り装置１４で減圧され、蒸発器１５にて蒸発器用送風機２２から供給された空気から吸熱することで空気を冷却する。その後、吸熱して蒸発した冷媒は、再び圧縮機１０に戻る。

一方、蒸発器１５で冷却された空気は、中部ダクト４０ｂで第一冷却室３の方向、第二冷却室４の方向、および、上部ダクト４０ａの方向に分岐する（図示せず）。そして、図６に示すように、第一冷却室３の方向に分岐した空気は第一冷却室３を循環しながら第一冷却室３を冷却し、第二冷却室４の方向に分岐した空気は第二冷却室４を循環しながら第二冷却室４を冷却する。また、上部ダクト４０ａの方向に分岐した空気は吹出口４２から加温冷却選択室２に吹き出され、加温冷却選択室２内を循環しながら加温冷却選択室２を冷却した後、第二冷却室４に合流する。その後、第一冷却室３を冷却した空気および第二冷却室４を冷却した空気は、吸込口４３から底部ダクト４０ｃへと流れる。

加温冷却選択室２の冷却時では、制御装置２００は、加温時と比較して、圧縮機１０の周波数を減速し、凝縮器１２の凝縮温度を下げて運転し、成績係数を高めて運転する。さらに、凝縮器用送風機２１をＤＣタイプの送風機にして、制御装置２００が凝縮器用送風機２１の回転数をアップさせて運転するようにすることで、さらに成績係数を高めて運転することができる。

本実施の形態１に係るショーケースを上記の構成とすることにより、地球温暖化係数が１５００以下の可燃性冷媒を用いた冷却・加温機能を有する冷凍装置内蔵型を提供でき、電気ヒータをなくすことができるとともに、冷凍装置内蔵型により冷媒の充填量を低減することができる。そのため、本実施の形態１に係るショーケースによれば、地球温暖化係数が１５００以下の可燃性冷媒を用いた場合であっても、冷媒の漏れに対する安全性を確保することができる。

また、本実施の形態１に係るショーケースは、冷凍装置内蔵型であるため、冷凍装置と室内機（ショーケース）とを別体とした場合のように、冷凍装置と室内機（ショーケース）とを連結する延長配管を設ける必要がない。冷凍装置と室内機（ショーケース）とを別体とした場合、延長配管は１００ｍを超える場合もあるため、圧損による冷却能力の低下、または、冷凍機油の戻り不具合による圧縮機損傷が生じる可能性がある。しかしながら、本実施の形態１に係るショーケースでは、延長配管を設ける必要がないため、圧損による冷却能力の低下、または、冷凍機油の戻り不具合による圧縮機損傷を回避することができる。そのため、ショーケースの信頼性および安全性を確保することができる。

また、本実施の形態１に係るショーケースでは、１台の圧縮機１０で加温および冷却ができるため、小型化および低コスト化が可能である。また、例えば凝縮温度６０℃、蒸発温度―１０℃の運転時、冷媒にＨＦＣ系混合冷媒のＲ４１０を使用した場合の圧縮比（吐出しガス絶対圧力／吸込み蒸気絶対圧力）が約７であるのに対し、冷媒にプロパンを使用した場合の圧縮比は約６である。そのため、冷媒にプロパンを使用することで、凝縮温度が高い場合でも圧縮機１０の摺動部への負荷のかかり方がＨＦＣ系混合冷媒相当であるため、耐久性も担保することができる。

以上、本実施の形態１に係るショーケースは、圧縮機１０、凝縮器１２、絞り装置１４、および、蒸発器１５が配管で順次接続され、かつ、熱交換器１６が凝縮器１２に対して並列に接続された冷媒回路１００Ａと、蒸発器１５で冷却された空気が流れる第一冷却室３および第二冷却室４、および、蒸発器１５で冷却された空気または熱交換器１６で加温された空気が流れる加温冷却選択室２、が形成された筐体１と、を備えたものである。

本実施の形態１に係るショーケースによれば、電気ヒータを使用せずに熱交換器１６で加温された空気で、つまり排熱を利用して加温冷却選択室２を加温する構成であるため、省エネルギー化を実現することができる。さらに、本実施の形態１に係るショーケースによれば、熱交換器１６が加温冷却選択室２の加温を行うことで、凝縮器１２での排熱量を低減することができる。また、本実施の形態１に係るショーケースによれば、加温用の電気ヒータを省略することができるため、部品点数を削減して低コスト化を実現することができる。

また、本実施の形態１に係るショーケースは、冷媒回路１００Ａに可燃性冷媒が封入されたものである。

従来の冷却・加温用のショーケースでは加温室の加温用に電気ヒータを使用しているため、万が一冷媒が洩れた場合に電気ヒータに加温されて、可燃性冷媒が燃焼する恐れがある。

しかしながら、本実施の形態１に係るショーケースによれば、電気ヒータを使用せずに熱交換器１６で加温された空気で、つまり排熱を利用して加温冷却選択室２を加温する構成である。そのため、冷媒回路１００Ａに封入される冷媒として可燃性冷媒が用いられた場合であっても、可燃性冷媒の漏れに対する安全性を確保することができる。

実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態２について説明するが、実施の形態１と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。

図７は、本発明の実施の形態２に係るショーケースの冷媒回路図である。
本実施の形態２に係るショーケースは、図７に示すように、第三回路１０３と第四回路１０４とで構成され、冷媒が循環する冷媒回路１００Ｂを備えている。第三回路１０３は、圧縮機１０、凝縮器１２、第一切替弁１８、第一逆止弁１３、絞り装置１４、および、蒸発器１５が配管で順次接続された環状の回路である。また、第四回路１０４は、圧縮機１０、凝縮器１２、第二切替弁１９、熱交換器１６、第二逆止弁１７、絞り装置１４、および、蒸発器１５が配管で順次接続された環状の回路である。そして、凝縮器１２と熱交換器１６とは、互いに直列に接続されている。また、凝縮器１２の途中の冷媒流路を構成するＵベンド（図示せず）には、凝縮温度検出センサー５１が設けられている。

第一切替弁１８および第二切替弁１９は、開閉により冷媒の流れを許容または遮断するものであり、例えば電磁弁である。なお、第一切替弁１８および第二切替弁１９は、流路切替装置として用いられているが、それらの代わりに三方弁１１を使用してもよく、その場合でも第一切替弁１８および第二切替弁１９と同様の切り替えが可能である。

次に、本実施の形態２に係るショーケースの動作について説明する。
まず初めに、加温冷却選択室２が加温の場合について説明する。
加温冷却選択室２が加温の場合、図７に示す冷媒回路１００Ｂにおいて、第一切替弁１８が閉となり、第二切替弁１９が開となり、凝縮器１２から流出した冷媒が熱交換器１６に流れる第一流路を流れるように構成される。また、実施の形態１で説明したように、前フサギ板３７が前方向に移動し、後フサギ板３８が後方向に移動することで、加温冷却選択室２が、底板固定部３６、前フサギ板３７、および、後フサギ板３８で閉鎖された空間となる。そのため、加温冷却選択室２が、第一冷却室３および第二冷却室４とは別空間となる。

圧縮機１０から吐出された冷媒は、凝縮器１２にて凝縮器用送風機２１から供給された空気に放熱することで空気を温め、その後、第一流路を流れ、さらに熱交換器１６にて熱交換器用送風機２３から供給された空気に放熱することで空気を温める。その後、放熱して凝縮した冷媒は、絞り装置１４で減圧され、蒸発器１５にて蒸発器用送風機２２から供給された空気から吸熱することで空気を冷却する。その後、吸熱して蒸発した冷媒は、再び圧縮機１０に戻る。

一方、凝縮器１２および熱交換器１６で温められた空気は、吹出口４２から加温冷却選択室２に吹き出され、加温冷却選択室２内を循環しながら加温冷却選択室２を加温した後、内層仕切板３１の下部に設けられた加温用開口穴４４から上部ダクト４０ａへと戻る。

また、蒸発器１５で冷却された空気は、中部ダクト４０ｂで第一冷却室３の方向および第二冷却室４の方向に分岐する（図示せず）。そして、図４に示すように、第一冷却室３の方向に分岐した空気は第一冷却室３を循環しながら第一冷却室３を冷却し、第二冷却室４の方向に分岐した空気は第二冷却室４を循環しながら第二冷却室４を冷却する。その後、第一冷却室３を冷却した空気および第二冷却室４を冷却した空気は、吸込口４３から底部ダクト４０ｃへと流れる。

加温冷却選択室２の加温時では、加温冷却選択室２の温度を６０℃以上に保つため、制御装置２００は、圧縮機１０の周波数を増速し、熱交換器１６の凝縮温度を６０〜８０℃程度にする。冷媒にはプロパンが使用されており、プロパンはＲ４１０Ａ等に比べ吐出温度が低い（約２０℃程度低い）ので、凝縮温度を高めることができる。なお、熱交換器１６の放熱量を凝縮器１２の放熱量よりも小さくして、凝縮温度を高めてもよい。

また、加温冷却選択室２の加温時では、制御装置２００は、凝縮器用送風機２１を連続で運転することにより、万が一冷媒が洩れた場合でも、凝縮器用送風機２１が運転しているので冷媒が拡散されるため、機械室５の安全性が向上する。なお、冷媒が洩れた場合は、制御装置２００は、冷媒漏れ検出センサー５０で冷媒の漏れを検知したら、凝縮器用送風機２１、蒸発器用送風機２２、および、熱交換器用送風機２３の全てを全速で運転するようにする。

次に、加温冷却選択室２が冷却の場合について説明する。
加温冷却選択室２が冷却の場合、図７に示す冷媒回路１００Ｂにおいて、第一切替弁１８が開となり、第二切替弁１９が閉となり、凝縮器１２から流出した冷媒が熱交換器１６に流れない第二流路を流れるように構成される。また、実施の形態１で説明したように、図５に示すように、前フサギ板３７が後方向に移動し、後フサギ板３８が前方向に移動するように構成される。そのため、加温冷却選択室２と第二冷却室４とを連通させる風路４５が開放され、加温冷却選択室２が、第二冷却室４と連通する。また、上部ダクト４０ａと中部ダクト４０ｂとが連通する。

圧縮機１０から吐出された冷媒は、凝縮器１２にて凝縮器用送風機２１ら供給された空気に放熱することで凝縮する。凝縮した冷媒は、第二流路を流れ、絞り装置１４で減圧され、蒸発器１５にて蒸発器用送風機２２から供給された空気から吸熱することで空気を冷却する。その後、吸熱して蒸発した冷媒は、再び圧縮機１０に戻る。

一方、蒸発器１５で冷却された空気は、中部ダクト４０ｂで第一冷却室３の方向、第二冷却室４の方向、および、上部ダクト４０ａの方向に分岐する（図示せず）。そして、図６に示すように、第一冷却室３の方向に分岐した空気は第一冷却室３を循環しながら第一冷却室３を冷却し、第二冷却室４の方向に分岐した空気は第二冷却室４を循環しながら第二冷却室４を冷却する。また、上部ダクト４０ａの方向に分岐した空気は吹出口４２から加温冷却選択室２に吹き出され、加温冷却選択室２内を循環しながら加温冷却選択室２を冷却した後、第二冷却室４に合流する。その後、第一冷却室３を冷却した空気および第二冷却室４を冷却した空気は、吸込口４３から底部ダクト４０ｃへと流れる。

加温冷却選択室２の冷却時では、制御装置２００は、加温時と比較して、圧縮機１０の周波数を減速し、凝縮器１２の凝縮温度を下げて運転し、成績係数を高めて運転する。さらに、凝縮器用送風機２１をＤＣタイプの送風機にして、制御装置２００が凝縮器用送風機２１の回転数をアップさせて運転するようにすることで、さらに成績係数を高めて運転することができる。

ここで、加温冷却選択室２が加温の場合、熱交換器１６の加温量をＱ１、凝縮器１２での放熱量をＱ２、圧縮機１０の入力をＱ３、蒸発器１５での吸熱量をＱ４とすると、Ｑ１＝Ｑ３＋Ｑ４−Ｑ２の式が成り立つ。

凝縮器１２に供給される凝縮器用送風機２１の風量が一定の場合、凝縮器１２での放熱量Ｑ２により、Ｑ１＞Ｑ４になる場合と、Ｑ１＜Ｑ４になる場合とがある。Ｑ１＞Ｑ４の場合は加温冷却選択室２の室温が上昇し、Ｑ１＜Ｑ４の場合は加温冷却選択室２の室温が徐々に低下する。

これに対し、Ｑ１＞Ｑ４で加温冷却選択室２の室温が上昇した場合は、それにつれて凝縮器１２の凝縮温度が上昇する。この場合、凝縮器１２の途中のＵベンドの凝縮温度検出センサー５１で検出した温度も上昇するので、制御装置２００で凝縮器用送風機２１の回転数を上げ、凝縮器用送風機２１から凝縮器１２に供給される風量を増加させる。凝縮器１２に供給される風量が増加することにより、凝縮器１２での放熱量Ｑ２が増加するので、Ｑ１がＱ４とほぼ等しくなるように運転される。

一方、Ｑ１＜Ｑ４で加温冷却選択室２の室温が下降した場合は、加温冷却選択室２の室温が徐々に低下する。それにつれて凝縮器１２の凝縮温度が低下する。この場合、凝縮器１２の途中のＵベンドの凝縮温度検出センサー５１で検出した温度も低下するので、制御装置２００で凝縮器用送風機２１の回転数を下げ、凝縮器用送風機２１から凝縮器１２に供給される風量を低下させる。凝縮器１２に供給される風量が低下することにより、凝縮器１２での放熱量Ｑ２が低下するので、Ｑ１がＱ４とほぼ等しくなるように運転される。

また、図７に示すように冷媒回路１００Ｂでは、凝縮器１２と熱交換器１６とが直列に接続され、かつ、熱交換器１６が凝縮器１２の下流側に設けられている。そのため、気液二相で加温用に冷媒を搬送することができ、冷媒圧損を低減することができる。なお、凝縮器１２のＵベンド部で凝縮器１２の凝縮温度を検出する構成としたが、凝縮器１２の出口温度を検出する構成としてもよい。また、凝縮温度検出センサー５１の代わりに凝縮器１２の凝縮圧力を検出する圧力センサーを設けてもよい。

以上、本実施の形態２に係るショーケースは、圧縮機１０、凝縮器１２、絞り装置１４、および、蒸発器１５が配管で順次接続され、かつ、熱交換器１６が凝縮器１２に対して直列に接続された冷媒回路１００Ｂと、蒸発器１５で冷却された空気が流れる第一冷却室３および第二冷却室４、および、蒸発器１５で冷却された空気または熱交換器１６で加温された空気が流れる加温冷却選択室２、が形成された筐体１と、を備えたものである。

本実施の形態２に係るショーケースによれば、電気ヒータを使用せずに熱交換器１６で加温冷却選択室２を加温するため、冷却・加温機能を備え、冷媒として地球温暖化係数が１５００以下の可燃性冷媒が用いられた場合であっても、可燃性冷媒の漏れに対する安全性を確保することができる。

本実施の形態２に係るショーケースによれば、電気ヒータを使用せずに熱交換器１６で加温された空気で、つまり排熱を利用して加温冷却選択室２を加温する構成であるため、省エネルギー化を実現することができる。

また、本実施の形態２に係るショーケースは、冷媒回路１００Ｂに可燃性冷媒が封入されたものである。

本実施の形態２に係るショーケースによれば、電気ヒータを使用せずに熱交換器１６で加温された空気で、つまり排熱を利用して加温冷却選択室２を加温する構成である。そのため、冷媒回路１００Ｂに封入される冷媒として可燃性冷媒が用いられた場合であっても、可燃性冷媒の漏れに対する安全性を確保することができる。

実施の形態３．
以下、本発明の実施の形態３について説明するが、実施の形態１および２と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１および２と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。

図８は、本発明の実施の形態３に係るショーケースの冷媒回路図である。
本実施の形態３に係るショーケースは、図８に示すように、第五回路１０５で構成され、冷媒が循環する冷媒回路１００Ｃを備えている。第五回路１０５は、圧縮機１０、凝縮器１２、第二絞り装置２０、熱交換器１６、絞り装置１４、および、蒸発器１５が配管で順次接続された環状の回路である。本実施の形態３では、熱交換器１６が、蒸発器または凝縮器として機能する。

次に、加温冷却選択室２が冷却の場合について説明する。
加温冷却選択室２が冷却の場合、図８に示す冷媒回路１００Ｃにおいて、絞り装置１４の開度が小さくなるように構成される。また、実施の形態１で説明したように、図５に示すように、前フサギ板３７が後方向に移動し、後フサギ板３８が前方向に移動する。そして、加温冷却選択室２と第二冷却室４とを連通させるとともに、上部ダクト４０ａと中部ダクト４０ｂとを連通させる。

そして、制御装置２００は、第二絞り装置２０の開度で加温冷却選択室２の温度を調整し、絞り装置１４の開度で第一冷却室３および第二冷却室４の温度を調整する。具体的には、第二絞り装置２０の開度を大きくすることで、加温冷却選択室２の温度が上昇し、第二絞り装置２０の開度を小さくすることで、加温冷却選択室２の温度が低下する。また、絞り装置１４の開度を大きくすることで、第一冷却室３および第二冷却室４の温度が上昇し、絞り装置１４の開度を小さくすることで、第一冷却室３および第二冷却室４の温度が低下する。

次に、加温冷却選択室２が加温の場合について説明する。
加温冷却選択室２が加温の場合、冷却の場合と比較して、第二絞り装置２０の開度を大きくして、熱交換器１６を凝縮器として機能させるように構成される。また、実施の形態１で説明したように、図３に示すように、前フサギ板３７が前方向に移動して前側端部が前扉６と当接し、後フサギ板３８が後方向に移動して後側端部が断熱壁３０と当接するように構成される。そのため、風路４５が塞がれるとともに上部ダクト４０ａと中部ダクト４０ｂとが仕切られ、加温冷却選択室２が、第一冷却室３および第二冷却室４とは別空間となる。

そして、制御装置２００は、第二絞り装置２０の開度で加温冷却選択室２の温度を調整し、絞り装置１４の開度で第一冷却室３および第二冷却室４の温度を調整する。このとき、加温冷却選択室２が、第一冷却室３および第二冷却室４とは別空間になっているため、制御装置２００は、絞り装置１４および第二絞り装置２０の開度を調整することで、加温冷却選択室２の温度を、第一冷却室３および第二冷却室４の温度と異ならせることができる。例えば、第二絞り装置２０の開度を大きくすることで、加温冷却選択室２の温度が上昇し、絞り装置１４の開度を小さくすることで、第一冷却室３および第二冷却室４の温度が低下する。なお、加温冷却選択室２の温度を、室温と同等の常温とするように温度調整を行ってもよい。

また、加温冷却選択室２が冷却の場合、加温の場合と同様に、図３に示すように、前フサギ板３７が前方向に移動して前側端部が前扉６と当接し、後フサギ板３８が後方向に移動して後側端部が断熱壁３０と当接するように構成してもよい。

このように、加温冷却選択室２を、第一冷却室３および第二冷却室４とは別空間にし、絞り装置１４および第二絞り装置２０の開度を調整する。そうすることで、加温冷却選択室２の温度を、第一冷却室３および第二冷却室４の温度と異ならせることができる。なお、加温冷却選択室２の温度を室温と同等の常温とするように温度調整を行ってもよい。

以上、本実施の形態３に係るショーケースは、圧縮機１０、凝縮器１２、絞り装置１４、および、蒸発器１５が配管で順次接続され、かつ、熱交換器１６が凝縮器１２に対して直列に接続された冷媒回路１００Ｃと、蒸発器１５で冷却された空気が流れる第一冷却室３および第二冷却室４、および、蒸発器１５もしくは熱交換器１６で冷却された空気または熱交換器１６で加温された空気が流れる加温冷却選択室２、が形成された筐体１と、を備えたものである。

本実施の形態３に係るショーケースによれば、電気ヒータを使用せずに熱交換器１６で加温された空気で、つまり排熱を利用して加温冷却選択室２を加温する構成であるため、省エネルギー化を実現することができる。

また、本実施の形態３に係るショーケースは、冷媒回路１００Ｃに可燃性冷媒が封入されたものである。

本実施の形態３に係るショーケースによれば、電気ヒータを使用せずに熱交換器１６で加温された空気で、つまり排熱を利用して加温冷却選択室２を加温する構成である。そのため、冷媒回路１００Ｃに封入される冷媒として可燃性冷媒が用いられた場合であっても、可燃性冷媒の漏れに対する安全性を確保することができる。

その他の実施の形態．
図９は、その他の実施の形態に係るショーケースを示す正面模式図である。
ショーケースは、上述の実施の形態に限らず種々の変形が可能である。例えば、実施の形態１〜３に係るショーケースは、リーチインタイプであるが、縦型オープンショーケース等にも適用できる。また、室内の天井面までのスペースが小さい場所では、図９に示すように機械室５が、加温冷却選択室２、第一冷却室３、および、第二冷却室４の貯蔵室の下部に配置されていてもよい。また、加温と冷却とを切替え可能な加温冷却選択室２を、加温専用の加温室にしてもよい。

１ 筐体、２ 加温冷却選択室、３ 第一冷却室、４ 第二冷却室、５ 機械室、６ 前扉、１０ 圧縮機、１１ 三方弁、１２ 凝縮器、１３ 第一逆止弁、１４ 絞り装置、１５ 蒸発器、１６ 熱交換器、１７ 第二逆止弁、１８ 第一切替弁、１９ 第二切替弁、２０ 第二絞り装置、２１ 凝縮器用送風機、２２ 蒸発器用送風機、２３ 熱交換器用送風機、３０ 断熱壁、３１ 内層仕切板、３２ 棚、３４ 天板、３５ 底板、３６ 底板固定部、３７ 前フサギ板、３８ 後フサギ板、４０ａ 上部ダクト、４０ｂ 中部ダクト、４０ｃ 底部ダクト、４２ 吹出口、４３ 吸込口、４４ 加温用開口穴、４５ 風路、５０ 冷媒漏れ検出センサー、５１ 凝縮温度検出センサー、１００Ａ 冷媒回路、１００Ｂ 冷媒回路、１００Ｃ 冷媒回路、１０１ 第一回路、１０２ 第二回路、１０３ 第三回路、１０４ 第四回路、１０５ 第五回路、２００ 制御装置。

本発明に係るショーケースは、圧縮機、凝縮器、絞り装置、および、蒸発器が配管で順次接続され、かつ、熱交換器が前記凝縮器に対して直列または並列に接続された冷媒回路と、前記蒸発器で冷却された空気が流れる冷却室、および、前記蒸発器もしくは前記熱交換器で冷却された空気または前記熱交換器で加温された空気が流れる加温冷却選択室、が形成された筐体と、制御装置と、を備え、前記圧縮機は、周波数が可変できるものであり、前記制御装置は、加温冷却選択室の冷却時では、加温時と比較して、前記圧縮機の周波数を減速するものである。

Claims (15)

1. 圧縮機、凝縮器、絞り装置、および、蒸発器が配管で順次接続され、かつ、熱交換器が前記凝縮器に対して直列または並列に接続された冷媒回路と、
   前記蒸発器で冷却された空気が流れる冷却室、および、前記蒸発器もしくは前記熱交換器で冷却された空気または前記熱交換器で加温された空気が流れる加温冷却選択室、が形成された筐体と、を備えた
   ショーケース。
2. 前記熱交換器は、前記凝縮器に対して並列に接続されており、
   前記冷媒回路は、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記凝縮器に流す流路と、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記熱交換器に流す流路とを切り替える流路切替装置を備えた
   請求項１に記載のショーケース。
3. 前記熱交換器は、前記凝縮器に対して直列に接続されており、
   前記冷媒回路には、前記凝縮器から流出した冷媒が、前記熱交換器に流れる第一流路と、前記熱交換器に流れずに前記絞り装置に流れる第二流路と、が形成されており、
   前記冷媒回路は、前記第一流路と前記第二流路とを切り替える流路切替装置を備えた
   請求項１に記載のショーケース。
4. 前記熱交換器は、前記凝縮器と前記絞り装置との間に、前記蒸発器に対して直列に接続されており、
   前記冷媒回路は、前記凝縮器と前記熱交換器との間に第二絞り装置を備えた
   請求項１に記載のショーケース。
5. 制御装置を備えた
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のショーケース。
6. 前記圧縮機は、周波数が可変できるものであり、
   前記制御装置は、
   加温冷却選択室の冷却時では、加温時と比較して、前記圧縮機の周波数を減速するものである
   請求項５に記載のショーケース。
7. 前記凝縮器に空気を供給する凝縮器用送風機を備え、
   前記制御装置は、
   前記凝縮器の凝縮温度が上昇したら、前記凝縮器用送風機の回転数を上げ、
   前記凝縮器の凝縮温度が低下したら、前記凝縮器用送風機の回転数を下げる
   請求項５または６に記載のショーケース。
8. 前記筐体には、
   前記加温冷却選択室と前記冷却室とを連通させる風路と、
   前記蒸発器もしくは前記熱交換器で冷却された空気または前記熱交換器で加温された空気が前記加温冷却選択室に吹き出される吹出口と、
   前記蒸発器が配置されている中部ダクトと、
   前記吹出口と前記中部ダクトとの間に設けられた上部ダクトと、が形成されている
   請求項１〜７のいずれか一項に記載のショーケース。
9. 移動することにより、前記風路を塞ぐまたは開放するとともに、前記上部ダクトと前記中部ダクトとを仕切るまたは連通させる仕切部材を備えた
   請求項８に記載のショーケース。
10. 前記冷媒回路は、前記凝縮器および前記熱交換器の下流側にそれぞれ逆止弁を備えた
    請求項２または３に記載のショーケース。
11. 前記熱交換器に空気を供給する熱交換器用送風機を備えた
    請求項１〜１０のいずれか一項に記載のショーケース。
12. 前記蒸発器に空気を供給する蒸発器用送風機を備えた
    請求項１〜１１のいずれか一項に記載のショーケース。
13. 圧縮機、凝縮器、絞り装置、および、蒸発器が配管で順次接続され、かつ、熱交換器が前記凝縮器に対して直列または並列に接続された冷媒回路と、
    前記蒸発器で冷却された空気が流れる冷却室、および、前記蒸発器もしくは前記熱交換器で加温された空気が流れる加温室、が形成された筐体と、を備えた
    ショーケース。
14. 前記冷媒回路に可燃性冷媒が封入された
    請求項１〜１３のいずれか一項に記載のショーケース。
15. 前記可燃性冷媒はプロパンである
    請求項１４に記載のショーケース。

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