WO2018190002A1

WO2018190002A1 - 冷蔵ショーケース

Info

Publication number: WO2018190002A1
Application number: PCT/JP2018/006251
Authority: WO
Inventors: 真佐行濱田
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2017-04-12
Filing date: 2018-02-21
Publication date: 2018-10-18
Also published as: EP3611448A4; JP2020101294A; EP3611448B1; EP3611448A1

Abstract

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）の運転回転数が一定である高速運転中に、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）に高速運転を実行させ、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、圧縮機（１）を運転回転数制御として、圧縮機（１）の運転回転数を段階的に低下させることを特徴とすることで、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（３０）である。

Description

冷蔵ショーケース

　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、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、この圧縮機の運転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。

　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所定値１と、前記圧縮機の運転を開始させる所定値２と、前記圧縮機の運転回転数制御を開始する所定値３と、を記憶し、前記制御装置は、前記圧縮機の運転回転数が一定である高速運転中に、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、前記温度センサの前記検出温度が前記所定値２に到達したとき、前記圧縮機に前記高速運転を実行させ、さらにその後、前記温度センサの前記検出温度が前記所定値３に到達したとき、前記圧縮機を前記運転回転数制御として、前記圧縮機の前記運転回転数を段階的に低下させる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。

本発明の一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本実施の形態における冷蔵ショーケースの制御装置の構成図同圧縮機の運転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圧縮機の運転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本実施の形態における制御フロー

　第１態様は、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所定値１と、前記圧縮機の運転を開始させる所定値２と、前記圧縮機の運転回転数制御を開始する所定値３と、を記憶し、前記制御装置は、前記圧縮機の運転回転数が一定である高速運転中に、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、前記温度センサの前記検出温度が前記所定値２に到達したとき、前記圧縮機に前記高速運転を実行させ、さらにその後、前記温度センサの前記検出温度が前記所定値３に到達したとき、前記圧縮機を前記運転回転数制御として、前記圧縮機の前記運転回転数を段階的に低下させる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、圧縮機の運転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態様は、特に第１態様に加え、前記温度センサの前記検出温度が前記所定値１に到達してから前記所定値２に到達するまでの経過時間が基準時間を超えているか否かを判断し、
前記経過時間が前記基準時間を超えている場合には、その後前記温度センサの前記検出温度が前記所定値３に到達したとき、前記圧縮機を前記運転回転数制御として、前記圧縮機の前記運転回転数を段階的に低下させ、前記経過時間が前記基準時間を超えていない場合には、その後前記温度センサの前記検出温度が前記所定値１に到達するまで、前記圧縮機の前記高速運転を継続することを特徴とする冷蔵ショーケースである。

　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態様は、特に、第１または第２態様に加え、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。

　図１は、本発明の一実施の形態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、本実施の形態における冷蔵ショーケースを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で構成されている。図１に示すように、蒸発器４は冷蔵ショーケース３０内に冷却のために配置する。蒸発器４の近傍にはファン５を配置する。冷蔵ショーケース３０の空気は、ファン５によって循環し、冷却対象物７を冷却する。

　冷却対象物７の温度管理のために、蒸発器４の上流側の空気流路には温度センサ６を備えている。圧縮機１の運転及びファン５の運転は、温度センサ６により検出される循環空気温度にて決定される。

　本実施の形態では、圧縮機１は、インバータ駆動により回転数（能力）の変更制御が行え、ファン５は一定速ファンを用いて発停による制御が行える。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、蒸発器４より上流で冷却対象物７より下流の位置が好ましいが、この位置に限られるものではなく、ファン５は、冷蔵ショーケース３０内部の空気循環を行えれば、蒸発器４の近傍でなくてもよい。

　図３は、本実施の形態における冷蔵ショーケースの制御装置の構成図である。
　制御装置８には、電源、温度センサ６、ファン５、及び圧縮機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、及びファン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は制御装置８の指示で動作するが、本実施の形態では制御装置８がインバータ駆動回路９を備えている。なお、インバータ駆動回路９は、制御装置８とは別に設けてもよい。

　以上のように構成された冷蔵ショーケース３０について、以下その動作、作用を説明する。

　図４、図５は、本実施の形態における圧縮機の運転回転数制御と温度センサの検出温度との温度相関図、図６は本実施の形態における制御フローである。

　図４及び図５は、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を示し、横軸は時間経過を示している。
　なお、所定値１は圧縮機１を停止（ＯＦＦ）させる設定温度、所定値２は圧縮機１を起動（ＯＮ）させる設定温度、所定値３は圧縮機１の運転回転数制御を開始する設定温度、所定値４は圧縮機１の運転回転数を低速で一定とする運転を開始する設定温度であり、所定値１より所定値４の設定温度が高く、所定値４より所定値３の設定温度が高く、所定値３より所定値２の設定温度が高い。
　制御装置８は、これら所定値１、所定値２、所定値３、及び所定値４をあらかじめ記憶している。

　まず、制御装置８は、圧縮機１を高速運転、好ましくは最大能力（最大回転数）運転で作動させる（Ｓ１）。Ｓ１ではファン５の運転を開始する。制御装置８は、圧縮機１を高速運転で作動させた後に、温度センサ６の検出値が圧縮機１の停止温度（所定値１）に到達したか否かを判断する（Ｓ２）。温度センサ６の検出値が圧縮機１の停止温度（所定値１）に到達するまでは圧縮機１は高速運転を継続する。温度センサ６の検出値が圧縮機１の停止温度（所定値１）に到達した場合には、制御装置８は圧縮機１を停止させる（Ｓ３）。Ｓ３ではファン５の運転は停止することなく継続する。制御装置８は、Ｓ３における圧縮機１の停止からタイマーの計測を開始する（Ｓ４）。Ｓ３による圧縮機１の停止後は、温度センサ６の検出値が圧縮機１の起動温度（所定値２）に到達したか否かを判断する（Ｓ５）。温度センサ６の検出値が圧縮機１の起動温度（所定値２）に到達するまでは圧縮機１の停止を継続する。
　温度センサ６の検出値が圧縮機１の起動温度（所定値２）に到達した場合には、制御装置８は、圧縮機１を再度高速運転、好ましくは最大能力（最大回転数）運転で作動（ＯＮ）させる（Ｓ６）。制御装置８は、Ｓ６における圧縮機１の作動でタイマーの計測を終了する（Ｓ７）。
　制御装置８は、Ｓ４のタイマーの計測の開始からＳ７のタイマーの計測終了までの経過時間が基準時間を超えているか否かを判断する（Ｓ８）。

　Ｓ８において、基準時間を超えていると判断した場合には、図４に示す制御を行う。
　すなわち、制御装置８は、温度センサ６の検出値が圧縮機１の回転数低減開始温度（所定値３）に到達したか否かを判断する（Ｓ９）。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１の回転数低減開始温度（所定値３）に到達した場合には、圧縮機１の運転回転数制御、すなわちインバータ制御に移行し、回転数を段階的に低下させる（Ｓ１０）。Ｓ１０ではファン５の運転は停止することなく継続する。Ｓ９において、温度センサ６の検出値が圧縮機１の運転回転数制御を開始する温度（所定値３）に到達するまでは圧縮機１は高速運転を継続する。

　Ｓ９の後、制御装置８は、温度センサ６の検出値が圧縮機１の運転回転数を低速で一定とする運転を開始する温度（所定値４）に到達したか否かを判断する（Ｓ１１）。制御装置８は、温度センサ６の検出値が所定値４に低下するまで、圧縮機１の運転回転数を段階的に小さくする（Ｓ１０）。Ｓ１１において、温度センサ６の検出値が所定値４に到達した場合には、制御装置８は、圧縮機１の運転回転数を一定速度の低速運転とする（Ｓ１２）。

　以上のように、本実施の形態においては、循環空気温度（温度センサ６の検出値）が所定値１に到達するまでは、圧縮機１の運転回転数制御を行わず、圧縮機１は高速運転、好ましくは最大能力（最大回転数）運転を継続することで、循環空気の温度を短時間内に低下させることができる。

　循環空気の温度が所定値２に回復した後には、所定値３に低下するまでは圧縮機１を高速運転し、所定値３に低下した後に運転回転数制御に移行することで、冷却対象物７の冷却を短時間で行えるとともに、冷却対象物７が冷却された後には圧縮機１の発停の回数を減じることができるため、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）運転は、他保護などによる回転数制御を実施する場合がある。なお、運転回転数制御から、一定回転数運転への移行は、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、これらの場合に限られない。

　Ｓ８において、基準時間を経過していないと判断した場合の制御を図５に示す。
　図５では、循環空気温度（温度センサ６の検出値）が所定値１に達した後から所定値２に達するまでの時間が基準時間を超えているか否かを判断している。

　Ｓ８において、基準時間を経過していないと判断した場合には、圧縮機１を高速運転として、循環空気温度（温度センサ６の検出値）が所定値１に達したか否かを判断する（Ｓ２）。
　このように、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の運転回転数を制御するか否かを判断する。

　図５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、高速運転、好ましくは最大能力（最大回転数）運転とし、循環空気温度（温度センサ６の検出値）が所定値３に到達しても圧縮機１を運転回転数制御としない。

　循環空気温度（温度センサ６の検出値）が基準時間を超えて所定値２に到達すれば、圧縮機１を、高速運転、好ましくは最大能力（最大回転数）運転し、循環空気温度（温度センサ６の検出値）が所定値３に到達すると、その後は圧縮機１を運転回転数制御に移行する。

　これにより、圧縮機１を、高速運転、好ましくは最大能力（最大回転数）運転することで、冷却対象物７の冷却時間を更に短縮できる。

　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所定値１と、
前記圧縮機の運転を開始させる所定値２と、
前記圧縮機の運転回転数制御を開始する所定値３と、
を記憶し、
前記制御装置は、
前記圧縮機の運転回転数が一定である高速運転中に、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、前記温度センサの前記検出温度が前記所定値２に到達したとき、前記圧縮機に前記高速運転を実行させ、
さらにその後、前記温度センサの前記検出温度が前記所定値３に到達したとき、前記圧縮機を前記運転回転数制御として、前記圧縮機の前記運転回転数を段階的に低下させる
ことを特徴とする冷蔵ショーケース。
　前記制御装置は、
前記温度センサの前記検出温度が前記所定値１に到達してから前記所定値２に到達するまでの経過時間が基準時間を超えているか否かを判断し、
前記経過時間が前記基準時間を超えている場合には、その後前記温度センサの前記検出温度が前記所定値３に到達したとき、前記圧縮機を前記運転回転数制御として、前記圧縮機の前記運転回転数を段階的に低下させ、
前記経過時間が前記基準時間を超えていない場合には、その後前記温度センサの前記検出温度が前記所定値１に到達するまで、前記圧縮機の前記高速運転を継続する
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または請求項２に記載の冷蔵ショーケース。