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技術 ショーケース等の冷却システム

出願人 三洋電機株式会社
発明者 長竹正彦柴田康祐
出願日 1998年8月25日 (20年10ヶ月経過) 出願番号 1998-238841
公開日 2000年3月14日 (19年4ヶ月経過) 公開番号 2000-074542
状態 拒絶査定
技術分野 冷凍機械と関連した装置
主要キーワード 通常負荷状態 三方管 ブライン管 昼間モード ブラインタンク 容量調節 夜間モード 熱交換ロス
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2000年3月14日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

ブラインを使用してできるだけ効率的にショーケース等を冷却する冷却システムを提供する。

解決手段

ショーケース等の冷却システムは、所定の冷媒回路を有する冷却ユニットIと、ブラインが循環されるブライン回路5とを備え、冷却ユニットIによりブライン回路5中のブラインを冷却し、ショーケース等に分配して冷却作用を発揮させるものであって、ブライン回路5中に介設された蓄熱槽15と、所定の冷媒回路を有して蓄熱槽15を冷却する蓄熱ユニットIIとを備え、夜間蓄熱槽15へのブラインの循環を停止して蓄熱ユニットIIにより蓄熱槽15を冷却すると共に、昼間蓄熱ユニットIIを停止し、蓄熱槽15にブラインを循環させて冷却する。

概要

背景

従来、スーパーマーケット等に設置される低温ショーケース業務用冷蔵庫には、冷却作用を発揮する冷媒としてフロン冷媒が使用されていた。係るフロン冷媒は、オゾン層破壊を招く特定フロンであるとして国際的にも規制動き活発化している。我が国においても1989年7月から特定フロンの生産、使用の規制が開始され、1995年末には生産が打ち切られた。従って、現代社会を維持するためには特定フロンに代わる代替物の生産や使用又は、フロン冷媒の削減が重要になってきている。

そのため、例えば特開平8−68585号公報(F25D15/00)に示されるショーケースでは、冷却ユニットにて冷却した冷気供給配管にて各ショーケースに分配している。

また、他の従来のショーケースの冷却システムとしては、スーパーマーケット等の店舗において、冷凍ショーケースには所謂直膨式の冷媒回路を使用し、冷蔵ショーケースには別の冷却ユニットにて冷却したブラインを供給配管にて分配するようにしたものもある。

概要

ブラインを使用してできるだけ効率的にショーケース等を冷却する冷却システムを提供する。

ショーケース等の冷却システムは、所定の冷媒回路を有する冷却ユニットIと、ブラインが循環されるブライン回路5とを備え、冷却ユニットIによりブライン回路5中のブラインを冷却し、ショーケース等に分配して冷却作用を発揮させるものであって、ブライン回路5中に介設された蓄熱槽15と、所定の冷媒回路を有して蓄熱槽15を冷却する蓄熱ユニットIIとを備え、夜間蓄熱槽15へのブラインの循環を停止して蓄熱ユニットIIにより蓄熱槽15を冷却すると共に、昼間蓄熱ユニットIIを停止し、蓄熱槽15にブラインを循環させて冷却する。

目的

そこで、本発明は、ブラインを使用してできるだけ効率的にショーケース等を冷却する冷却システムを提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

所定の冷媒回路を有する冷却ユニットと、ブライン循環されるブライン回路とを備え、前記冷却ユニットにより前記ブライン回路中のブラインを冷却し、ショーケース等に分配して冷却作用を発揮させるショーケース等の冷却システムにおいて、前記ブライン回路中に介設された蓄熱槽と、所定の冷媒回路を有して前記蓄熱槽を冷却する蓄熱ユニットとを備え、夜間前記蓄熱槽へのブラインの循環を停止して前記蓄熱ユニットにより前記蓄熱槽を冷却すると共に、昼間前記蓄熱ユニットを停止し、前記蓄熱槽にブラインを循環させて冷却することを特徴とするショーケース等の冷却システム。

請求項2

昼間の低負荷時には、冷却ユニットを停止することを特徴とする請求項1のショーケース等の冷却システム。

技術分野

0001

本発明は、例えばスーパーマーケット等に設置された低温ショーケース業務用冷蔵庫等の冷却システムに関するものである。

背景技術

0002

従来、スーパーマーケット等に設置される低温ショーケースや業務用冷蔵庫には、冷却作用を発揮する冷媒としてフロン冷媒が使用されていた。係るフロン冷媒は、オゾン層破壊を招く特定フロンであるとして国際的にも規制動き活発化している。我が国においても1989年7月から特定フロンの生産、使用の規制が開始され、1995年末には生産が打ち切られた。従って、現代社会を維持するためには特定フロンに代わる代替物の生産や使用又は、フロン冷媒の削減が重要になってきている。

0003

そのため、例えば特開平8−68585号公報(F25D15/00)に示されるショーケースでは、冷却ユニットにて冷却した冷気供給配管にて各ショーケースに分配している。

0004

また、他の従来のショーケースの冷却システムとしては、スーパーマーケット等の店舗において、冷凍ショーケースには所謂直膨式の冷媒回路を使用し、冷蔵ショーケースには別の冷却ユニットにて冷却したブラインを供給配管にて分配するようにしたものもある。

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、前者の如く冷気を分配するものではどうしても各ショーケースにおいて十分なる冷却能力を期待することができない。また、後者の如くショーケース等にブラインを循環させるものは、冷媒回路により熱交換ロスが生じるため、どうしても冷媒回路によって直接冷却する直膨式のものに比較して効率が悪いものとなってしまう問題が生じる。また、ブラインを循環させるための電力消費も問題がある。

0006

更にこれに加えて、氷蓄熱を利用して冷却能力の向上を図るものもあるが、冷媒の過冷却に利用しているだけでフロン低減においては、効果があまりないものであった。

0007

そこで、本発明は、ブラインを使用してできるだけ効率的にショーケース等を冷却する冷却システムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

本発明のショーケース等の冷却システムは、所定の冷媒回路を有する冷却ユニットと、ブラインが循環されるブライン回路とを備え、冷却ユニットによりブライン回路中のブラインを冷却し、ショーケース等に分配して冷却作用を発揮させるものであって、ブライン回路中に介設された蓄熱槽と、所定の冷媒回路を有して蓄熱槽を冷却する蓄熱ユニットとを備え、夜間蓄熱槽へのブラインの循環を停止して蓄熱ユニットにより蓄熱槽を冷却すると共に、昼間蓄熱ユニットを停止し、蓄熱槽にブラインを循環させて冷却するものである。

0009

本発明によれば、所定の冷媒回路を有する冷却ユニットと、ブラインが循環されるブライン回路とを備え、冷却ユニットによりブライン回路中のブラインを冷却して、ショーケース等に分配し、冷却作用を発揮させるシステムにおいて、ブライン回路中に介設された蓄熱槽と、所定の冷媒回路を有して蓄熱槽を冷却する蓄熱ユニットとを設け、夜間蓄熱槽へのブラインの循環を停止して蓄熱ユニットにより蓄熱槽を冷却すると共に、昼間蓄熱ユニットを停止し、蓄熱槽にブラインを循環させて冷却するようにしたので、夜間電力を用いて蓄熱ユニットを運転し、蓄熱槽に冷熱を蓄えると共に、昼間この蓄えられた冷熱を利用してブラインを冷却することができるようになる。

0010

即ち、昼間の冷却運転に必要なエネルギーを蓄熱槽に蓄えた冷熱にて補い、昼間冷却ユニット等にて消費される電力を低減することができるようになるので、消費電力平準化を達成することが可能となると共に、安価な夜間電力を用いて蓄熱ユニットを運転するので、電気代も総じて低減させることもできるようになるものである。

0011

請求項2の発明によれば、上記の発明に加えて、昼間の低負荷時には、冷却ユニットを停止するものである。

0012

請求項2の発明によれば、上記に加えて昼間の低負荷時には、冷却ユニットを停止するようにしたので、夜間蓄熱槽に蓄えておいた冷熱のみにてブラインの冷却が足りる場合には冷却ユニットをも停止させ、消費電力の更なる削減を図ることをできるようになるものである。

発明を実施するための最良の形態

0013

次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図1は本発明の冷却システム1の冷媒・ブライン回路図である。尚、実線は冷媒又はブラインの流れる方向を示すものである。

0014

冷却システム1は、スーパーマーケット等の店舗において利用されるものであり、冷却ユニットIと、蓄熱ユニットIIと、本実施例においては1台の冷凍ショーケースIIIと、3台の冷蔵ショーケース2、3、4と、ブライン回路5とから構成されている。

0015

前記冷却ユニットIは、周知の冷凍サイクルを構成する圧縮機6と、凝縮器7と、気液分離器8と、膨張弁9と、熱交換器10等を順次接続し、これに冷媒を所定量封入することにより、環状の冷媒回路が構成されている。

0016

前記蓄熱ユニットIIは、周知の冷凍サイクルを構成する圧縮機11と、凝縮器12と、気液分離器13と、膨張弁14と、蓄熱槽15内の図示しない熱交換器等を順次接続し、これに冷媒を所定量封入することにより、環状の冷媒回路が構成されている。前記熱交換器は蓄熱槽15内に充填された例えばカプセルタイプ蓄熱材熱交換するように配管が交熱的に配設されている。

0017

尚、この蓄熱槽15内には図示しないブライン配管が、その中の蓄熱材と交熱的に設けられ、当該ブライン配管の入口及び出口は前記ブライン回路5に接続されている。

0018

また、前記冷凍ショーケースIIIは、周知の冷凍サイクルを構成する圧縮機16と、熱交換器17と、気液分離器18と、膨張弁19と、冷却器20等を順次接続し、所定量の冷媒を封入することにより、環状の冷媒配管が構成された冷却装置を備えている。

0019

尚、前記冷却器20は、冷凍ショーケースIII内に設置されているものであり、このショーケースの図示しない貯蔵室内を冷却するものである。

0020

次ぎに、冷却システム1を構成するブライン回路5について説明する。前記蓄熱槽15の出口側には、ブライン配管21の一端が接続されており、このブライン配管21の他端は三方管22の入口に接続されている。この三方管22の一方の出口には、ブライン配管23が電磁弁Cを介して三方管35の入口側に接続されている。尚、この電磁弁Cは、図示しない制御装置によって制御されるものである。

0021

そして、この三方管35の一方の出口には、ブライン配管25の一端が接続されており、このブライン配管25の他端は、前記冷却ユニットIの熱交換器10と交熱的に配設された冷却器100に接続されている。また、冷却器100の出口に接続されたブライン配管26は、三方管27の一方の入口に接続されている。

0022

この三方管27の出口には、ブライン配管28の一端が接続され、このブライン配管28の他端は、ポンプ29を介して三方管31の入口に接続されている。尚、30は容量調節用のブラインタンクである。

0023

三方管31の一方の出口は、ブライン配管32が電磁弁Aを介して前記蓄熱槽15の入口に接続されている。これにより、ブライン回路5は、環状に構成されている。尚、前記電磁弁Aは、図示しない制御装置によって制御されるものである。

0024

一方、前記三方管22の他方の出口には、ブライン配管33の一端が接続されており、このブライン配管33の他端は電磁弁Bを介して前記三方管27の他方の入口に接続されている。この電磁弁Bは、図示しない制御装置によって制御されるものである。

0025

また、前述の如くブライン配管23が三方管35の一方の入口と三方管22の一方の出口間に接続され、このブライン配管23には図示しない制御装置によって制御される前記電磁弁Cが接続されている。

0026

更に、前記三方管35の他方の出口には、ブライン配管36の一端が接続されており、このブライン配管36の他端は電磁弁Dを介して前記三方管31の他方の入口に接続されている。この電磁弁Dは、図示しない制御装置によって制御されるものである。

0027

更に、前記ブライン配管28には、前記冷蔵ショーケース4の冷却器101にブラインを分配するための分配管37が三方管38及びポンプ39を介して接続されている。そして、冷却器101を介してショーケース4の出口側には、ブライン配管40が接続され、このブライン配管40の他端は、ブライン配管28に三方管41を介して接続されている。ここで、三方管41は、係るブライン回路5において前記三方管38の上流側に接続されているものである。

0028

尚、ショーケース2、3も同様の構成でブライン回路5に接続されているものとする。

0029

また更に、ブライン回路5の冷蔵ショーケース4に分配した後の前記三方管38の下流側のブライン配管28には、前記冷凍ショーケースIIIの前記熱交換器17と熱交換するように配設されたブライン配管44が三方管42及びポンプ43を介して接続されている。そして、熱交換器17の出口側のブライン配管44の端部は、三方管45を介してブライン配管28に接続されている。ここで、三方管45は、係るブライン回路5において前記三方管42の上流側に接続されているものである。

0030

以上の構成により、本発明に係る冷却システム1の動作を図2を参照して説明する。冷却システム1の動作は、夜間モードと、昼間モードとに分けられ、更に昼間モードは夏季等の高負荷又は通常負荷状態と、冬季等の低負荷状態とに区別される。

0031

先ず、夜間モードについて説明する。この夜間モードは、図示しない制御装置によって、図2に示す如く冷却ユニットIと、蓄熱ユニットIIと、冷凍ショーケースIIIの全ての圧縮機が運転される。

0032

これにより、冷却ユニットIの熱交換器10は冷却作用を発揮して、係る冷却ユニットIの冷媒回路と冷却器100にて交熱的に配設されているブライン配管25のブラインを冷却する。

0033

蓄熱ユニットIIの蓄熱槽15内に配設された前記熱交換器は冷却作用を発揮し、蓄熱槽15内の蓄熱材を冷却する。

0034

また、図示しない制御装置によって、ブライン回路5の前記電磁弁Aと、電磁弁Bと、電磁弁Cは閉鎖され、電磁弁Dのみが開放される。

0035

これにより、ブライン回路5では、ポンプ29から吐出されたブラインは、電磁弁Aが閉鎖されていると共に、電磁弁Dが開放されていることから、三方管31を経て、電磁弁Dを通過し、ブライン配管36を通過する。そして、電磁弁Cが閉鎖されていることから前記三方管35をブライン配管25側に流れる。ブライン管25に流入したブラインは、前記冷却器100に入る。前述の如く冷却ユニットIは、運転されていることから、冷却器100を通過するブラインは冷却ユニットIの熱交換器10で蒸発する冷媒により冷却される。

0036

冷却器100で冷却されたブラインはブライン配管26を経て三方管27に到達する。ここで、前記電磁弁Bは、閉鎖されていることからブラインはブライン配管28を通過し、それぞれの冷蔵ショーケース2、3、4に分配される。そして、それぞれの冷蔵ショーケース2、3、4の冷却器101にて冷却作用を発揮することにより、各冷蔵ショーケース2、3、4の庫内を冷却する。

0037

更に、冷蔵ショーケース2、3、4を冷却したブラインはブライン回路5に戻る。そして、ブライン回路5を流れるブラインの一部は、三方管42からポンプ43を経て、ブライン配管44を通過し、前記冷凍ショーケースIIIの熱交換器17と熱交換を行う。これにより、冷凍ショーケースIIIの圧縮機16を吐出した高温高圧の冷媒が熱交換器17を通過する際に、ブラインにより過冷却され、運転効率が改善されると共に、容量の縮小(小型化)が可能となる。

0038

そして、熱交換器17を出た後、ブライン配管44から三方管45を介してブライン回路5に戻り、ポンプ29に帰還する。

0039

次に、夏季等の高負荷時又は通常負荷時状態の昼間モードについて説明する。この昼間モードでは、図示しない制御装置によって図2に示す如く冷却ユニットIと、冷凍ショーケースIIIが運転され、蓄熱ユニットIIは運転停止とされる。ただし、蓄熱ユニットIIの蓄熱槽15は、夜間に冷却されているため、蓄熱材が冷却されている。

0040

冷却ユニットIの熱交換器10は冷却作用を発揮して、冷却器100と交熱的に配設されているブライン配管25内を流れるブラインを冷却する。

0041

また、図示しない制御装置によって、ブライン回路5の前記電磁弁Aと、電磁弁Cは開放され、電磁弁Bと、電磁弁Dは閉鎖される。

0042

これにより、ブライン回路5では、ポンプ29から吐出されたブラインが、電磁弁Aが開放されていると共に電磁弁Dが閉鎖されていることから、三方管31を経て、ブライン配管32及び電磁弁Aを通過し、蓄熱槽15内のブライン配管に入る。

0043

そして、蓄熱槽15内の蓄熱材と熱交換し、冷却された後、ブライン配管21に流出し、ブライン配管21を経た後、電磁弁Cが開放されていると共に電磁弁Bが閉鎖していることから、前記三方管22をブライン配管23側に流入する。ブライン配管23に流入したブラインは電磁弁Cを経て、三方管35に至る。ここで、電磁弁Dが閉鎖していることから、前記三方管35をブライン配管25側に流入する。

0044

ブライン配管25に流入したブラインは、前記冷却ユニットIの熱交換器10で冷却される冷却器100に入る。前述の如く冷却ユニットIは、運転されていることから、冷却器100を通過するブラインは冷却ユニットIの熱交換器10により冷却される。

0045

冷却器100にて更に冷却されたブラインはブライン配管26を経て三方管27に到達する。ここで、前記電磁弁Bは、閉鎖されていることからブラインはブライン配管28を通過し、前述の如くそれぞれの冷蔵ショーケース2、3、4に分配され、各庫内を冷却する。

0046

更に、冷蔵ショーケース2、3、4を冷却したブラインはブライン回路5に戻る。そして、ブライン回路5を流れるブラインの一部は、三方弁42から逆止弁43を経て、ブライン配管44を通過し、前記冷凍ショーケースIIIの熱交換器17と熱交換を行う。これによって前述同様に冷凍ショーケースIIIの冷媒を過冷却する。そして、熱交換器17を出た後、ブライン配管44から、三方管45を介してブライン回路5に戻り、ポンプ29に帰還する。

0047

ここで、図1で蓄熱ユニットIIが存在しない従来のシステムにおける冷却ユニットIと冷凍ショーケースIIIでの昼間の電気代を100とし、夜間の電気代を50とすると(図3)、本発明では夜間蓄熱ユニットIIにより蓄熱槽15内の蓄熱材に蓄えておいた冷熱によって昼間の冷却ユニットI及び冷凍ショーケースIIIの運転効率が改善されるため、昼間モードでは冷却ユニットIの電気代が60、冷凍ショーケースIIIは90となる。

0048

従って、夜間の蓄熱ユニットIIの運転による電気代が25(夜間電力の電気代は安価であるため)増えたとしても、一日のトータルでは従来300であったものが、270へと10%(30)改善された。

0049

次に、冬季等の低負荷時状態の昼間モードについて説明する。この昼間モードは図示しない制御装置によって、図2に示す如く冷凍ショーケースIIIの圧縮機のみが運転され、冷却ユニットI及び蓄熱ユニットIIの圧縮機は運転停止とされる。ただし、蓄熱ユニットIIの蓄熱槽15内の蓄熱材は夜間に冷却されている。

0050

また、図示しない制御装置によって、ブライン回路5の前記電磁弁Aと、電磁弁Bは開放されており、電磁弁Cと、電磁弁Dは閉鎖される。

0051

これにより、ブライン回路5では、ポンプ29から吐出されたブラインが、電磁弁Aが開放されていると共に電磁弁Dが閉鎖されていることから、三方管31を経て、ブライン配管32及び電磁弁Aを通過し、蓄熱材が冷却された蓄熱槽15内を通過する。

0052

そして、蓄熱槽15で冷却されたブラインは、ブライン配管21を経た後、電磁弁Cが閉鎖されていると共に電磁弁Bが開放していることから、前記三方管22をブライン配管33側に流入する。ブライン配管33に流入したブラインは電磁弁Bを経て、三方管27に至る。

0053

蓄熱槽15により冷却されたブラインは三方管27からブライン配管28を通過し、それぞれの冷蔵ショーケース2、3、4に分配される。そして、前述同様に各ショーケースの庫内を冷却する。更に、前述同様に冷凍ショーケースIIIの冷媒を過冷却する。

0054

このように低負荷時であって夜間蓄熱槽15に蓄えておいた冷熱(蓄熱材)のみにてブラインの冷却が足りる場合には冷却ユニットIをも停止させるため、更なる消費電力の削減を図ることをできる。

発明の効果

0055

以上詳述した如く本発明によれば、所定の冷媒回路を有する冷却ユニットと、ブラインが循環されるブライン回路とを備え、冷却ユニットによりブライン回路中のブラインを冷却して、ショーケース等に分配し、冷却作用を発揮させるシステムにおいて、ブライン回路中に介設された蓄熱槽と、所定の冷媒回路を有して蓄熱槽を冷却する蓄熱ユニットとを設け、夜間蓄熱槽へのブラインの循環を停止して蓄熱ユニットにより蓄熱槽を冷却すると共に、昼間蓄熱ユニットを停止し、蓄熱槽にブラインを循環させて冷却するようにしたので、夜間電力を用いて蓄熱ユニットを運転し、蓄熱槽に冷熱を蓄えると共に、昼間この蓄えられた冷熱を利用してブラインを冷却することができるようになる。

0056

即ち、昼間の冷却運転に必要なエネルギーを蓄熱槽に蓄えた冷熱にて補い、昼間冷却ユニット等にて消費される電力を低減することができるようになるので、消費電力の平準化を達成することが可能となると共に、安価な夜間電力を用いて蓄熱ユニットを運転するので、電気代も総じて低減させることもできるようになるものである。

0057

請求項2の発明によれば、上記に加えて昼間の低負荷時には、冷却ユニットを停止するようにしたので、夜間蓄熱槽に蓄えておいた冷熱のみにてブラインの冷却が足りる場合には冷却ユニットをも停止させ、消費電力の更なる削減を図ることをできるようになるものである。

図面の簡単な説明

0058

図1本発明の冷却システムの冷媒・ブライン回路図である。
図2本発明の冷却システムの動作を説明する図である。
図3本発明と従来の冷却システムの電気代を比較した図である。

--

0059

A、B、C、D電磁弁
I冷却ユニット
II蓄熱ユニット
III冷凍ショーケース
1 冷却システム
2、3、4冷蔵ショーケース
5ブライン回路
10、17熱交換器
15蓄熱槽
21、23、25、26、28、32、33、36、44ブライン配管
22、27、31、35、38、41、42、45三方管
29、39、43ポンプ
37分配管
40出口用配管
100 冷却器

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