(57)【要約】【課題】  ショーケースの効率的な冷却運転を実現し、消費電力の低減及び省エネ化を図る。【解決手段】  商品を陳列する陳列室８内を冷却器１３により冷却すると共に、冷却器１３の除霜ヒータ４２、結露防止用ヒータ４４、陳列室８内を照明するための照明灯４０、冷却器１３と共に冷媒として二酸化炭素が封入された冷媒回路の一部を構成する圧縮機２０及び冷却器１３と熱交換した冷気を陳列室８に循環するための送風機１３などの電気部品に太陽電池の出力を印加する。また、陳列室８内の温度制御を行う制御装置６０を備え、この制御装置６０により夜間に陳列室８内の設定温度を所定値上昇させる制御を実行する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商品を陳列する陳列室内を冷却器により冷却し、該冷却器の除霜ヒータ、及び／又は、結露防止用ヒータ、及び／又は、前記陳列室内を照明するための照明灯、及び／又は、前記冷却器と共に冷媒として二酸化炭素が封入された冷媒回路の一部を構成する圧縮機、及び／又は、前記冷却器と熱交換した冷気を前記陳列室に循環するための送風機などの電気部品に太陽電池の出力を印加すると共に、
前記陳列室内の温度制御を行う制御装置を備え、該制御装置は、夜間に前記陳列室内の設定温度を所定値上昇させる制御を実行することを特徴とするショーケース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スーパーマーケット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。
【背景技術】
【０００２】
従来よりスーパーマーケット等の店舗内に設置されるショーケースは断熱壁にて構成される本体内に商品を陳列する陳列室を構成し、冷却器にて冷却された冷気を送風機により陳列室内に循環することにより、陳列室に陳列した商品を冷却するものとされていた。
【０００３】
即ち、冷却器と共に冷媒回路の一部を構成する圧縮機に通電されると、圧縮機が起動して圧縮機による圧縮運転が開始される。これにより、圧縮機にて圧縮された冷媒が凝縮器に入り、そこで放熱した後、減圧装置にて減圧される。減圧された冷媒は冷却器に流入して、蒸発する。このとき、冷却作用を発揮して周囲の空気を冷却する。冷却器と熱交換して冷却された空気（冷気）は、送風機の運転により、陳列室に循環されて当該陳列室内を所定温度に冷却するものとされていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−１１３０８８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなショーケースでは、冷却器を長時間運転すると着霜が発生して、冷却器の冷却能力が著しく低下する不都合が生じるため、冷却器の近傍に除霜ヒータを設けて着霜が生じた場合には除霜ヒータにて冷却器を加熱して除霜するものとされている。また、陳列室内の商品の陳列効果を向上するため、照明灯を設置して商品の照明なども行われている。このようにショーケースの効率的な冷却運転を実現するためには複数の電気部品に通電してなければならないので、電力消費が著しく増大すると云う問題が生じていた。
【０００５】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、より効率的な冷却を行いながら、電力消費を低減及び省エネ化を図ることができるショーケース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】
【０００６】
本発明のショーケースは、商品を陳列する陳列室内を冷却器により冷却し、及び／又は、この冷却器の除霜ヒータ、及び／又は、結露防止用ヒータ、及び／又は、陳列室内を照明するための照明灯、及び／又は、冷却器と共に冷媒として二酸化炭素が封入された冷媒回路の一部を構成する圧縮機、及び／又は、冷却器と熱交換した冷気を前記陳列室に循環するための送風機などの電気部品に太陽電池の出力を印加すると共に、陳列室内の温度制御を行う制御装置を備え、この制御装置は、夜間に陳列室内の設定温度を所定値上昇させる制御を実行するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、商品を陳列する陳列室内を冷却器により冷却すると共に、太陽電池の出力を冷却器の除霜ヒータ、結露防止用ヒータ、陳列室内を照明するための照明灯、冷却器と共に冷媒回路の一部を構成する圧縮機、或いは、冷却器と熱交換した冷気を陳列室に循環するための送風機等の電気部品に印加するので、より効率的な冷却を実現し、省エネ化を図ることができるようになる。
【０００８】
また、制御装置により、太陽電池が発電できない夜間に陳列室内の設定温度を所定値上昇させる制御を実行するものとすれば、電力消費を削減することができるようになる。
【０００９】
更に、冷媒として二酸化炭素を用いることで、環境問題にも寄与することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、ショーケースの電力消費を低減すると共に、省エネ化を図ることを主な特徴とする。電力消費の低減及び省エネ化を図り、より効率的な冷却を実現するという目的を、太陽電池の出力をショーケースの電気部品に印加すると共に、夜間に陳列室内の設定温度を所定値上昇させる制御を実行ことにより実現した。
【００１１】
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明を適用した実施例としてのショーケース２の斜視図、図２はショーケース２の縦断側面図、図３はショーケース２の電気回路のブロック図をそれぞれ示している。
【００１２】
各図において、ショーケース２は前面に開口する断面略コ字状の断熱壁５と、その両側に取り付けられた側板１５によって本体４が構成されており、この断熱壁５の内側に沿って仕切板６が配設され、この仕切板６と断熱壁５間にダクト９が構成されている。
【００１３】
また、仕切板６の下端には前方に延在するデックパンカバー１１が設けられており、これら仕切板６及びデックパンカバー１１の内側に商品を陳列する陳列室８が構成されている。
【００１４】
このデックパンカバー１１上には前方に引き出し自在のスライド棚装置１Ａが設けられると共に、デックパンカバー１１の下方にはダクト９に連通してその一部を構成する下部ダクト１２が構成されている。そして、背部のダクト９内下部には冷却装置の冷媒回路の一部を構成する冷却器１３が縦設されると共に、下部ダクト１２にはデックパンカバー１１の下側に位置して上記冷却器１３と熱交換した冷気を陳列室８に循環するための冷気循環用の送風機１４が設置されている。
【００１５】
また、前記冷却器１３の近傍には、当該冷却器１３の着霜を除霜するための除霜ヒータ４２が設けられており（図２では図示せず）、後述する制御装置６０に接続されている。
【００１６】
陳列室８の開口の上縁及び下縁にはダクト９、１２に連通する冷気吐出口１６と冷気吸込口１７がそれぞれ形成されている。陳列室８内には当該陳列室８内の温度を検出するための温度センサ６５が設置されると共に、上下に複数のスライド棚装置１・・がブラケット２８を介して架設され、前方に引き出し自在とされている。また、陳列室８の開口の上縁に形成された冷気吐出口１６の前方の庇３７内には陳列室８内を照明するための照明灯４０が取り付けられている。上記温度センサ６５及び照明灯４０は前記制御装置６０に接続されている。
【００１７】
そして、送風機１４が運転されると、上側のデックパンカバー１１との間から空気を吸引し、冷却器１３に送給する。この冷却器１３と熱交換して冷却された冷気はダクト９を通り、開口の上縁の冷気吐出口１６から吹き出され、開口にエアーカーテンを形成しながら陳列室８を冷却する。このように吹き出された冷気は開口下縁の冷気吸込口１７から下部ダクト１２に帰還し、再び送風機１４に吸い込まれる。また、冷気吸込口１７の下側には結露防止用ヒータ４４が横設されており、冷気吸込口１７への結露の付着を防止している。
【００１８】
また、棚装置１Ａとデックパンカバー１１の間には少許間隔が形成されており、更にこのデックパンカバー１１には底部冷気吸込口１０が形成されている。従って、陳列室８内を循環した冷気は棚装置１Ａとデックパンカバー１１間を通ってこの底部冷気吸込口１０からも送風機１４に吸引される。
【００１９】
一方、断熱壁５の下方には機械室１９が構成され、この機械室１９内には冷却器１３と共に、冷却装置の冷媒回路の一部を構成する圧縮機２０と放熱器２１及び放熱器用送風機２２Ｂなどがベース板３０上に設置されている。この機械室１９の前面はパネル５３によって開閉自在に閉塞されており、このパネル５３の中央部から向かって左側に渡っては、複数のスリットから成る外気吸込口５４が形成されている。また、図示しない電装箱の操作部５２Ａがこの外気吸込口５４の向かって右側から前方に臨んでおり、この操作部５２Ａは前記照明灯４０の照明スイッチ４１も設けられている。尚、上記圧縮機２０の運転は制御装置６０により制御されている。
【００２０】
断熱壁５の背面には間隔を存して背面板５７が取り付けられており、この背面板５７と断熱壁５間には上下に渡る排気通路５８が構成されている。この排気通路５８の下端は機械室１９の後上部に連通しており、排気通路５８の上端は排気口５９にて本体４上部に開放している。また、機械室１９の両側は側板１５、１５にて閉塞され、後面は背面板５７にて閉塞されている。更に、下面はベース板３０にて塞がれている。
【００２１】
前述した冷媒回路は、圧縮機２０、放熱器２１、キャピラリチューブ、或いは、膨張弁等からなる図示しない減圧装置、冷却器１３を順次環状に配管接続することにより構成されている。即ち、圧縮機２０の吐出側の配管は放熱器２１の入口に接続され、放熱器２１の出口は減圧装置に接続され、減圧装置の出口側の配管は冷却器１３の入口に接続されて、冷却器１３の出口が圧縮機２０に戻る環状のサイクルを構成している。尚、本実施例では冷媒回路１０内に封入する冷媒として地球環境にやさしく、可燃性及び毒性等を考慮した自然冷媒である二酸化炭素（ＣＯ2）を使用するものとする。冷媒として二酸化炭素を用いることで、環境問題にも寄与することができるようになる。
【００２２】
一方、ショーケース２には図３に示すように、冷媒回路の圧縮機２０、送風機１４、凝縮用送風機２２Ｂ及び前記除霜ヒータ４２の運転を制御するための汎用のマイクロコンピュータからなる前述した制御装置６０が設けられている。即ち、制御装置６０の出力には、圧縮機２０、送風機１４、凝縮用送風機２２Ｂ及び除霜ヒータ４２が接続されている。また、制御装置６０の入力には陳列室８内に設置された前記温度センサ６５と後述するナイトセットバック（ＮＳＢ）のシフト量設定スイッチ６８が接続されている。更に、制御装置６０のＮＳＢ入力には、照明スイッチ４１が接続されている。
【００２３】
ここで、本発明のショーケース２は、電気部品に太陽電池４６にて発電された電力（出力）を印加することで、運転されるものである。即ち、太陽電池４６の出力がショーケース２の上述した冷却器１３の除霜ヒータ４２、結露防止用ヒータ４４、照明灯４０、圧縮機２０、送風機１４及び凝縮用送風機２２Ｂに印加されるように構成している。
【００２４】
即ち、ショーケース２の除霜ヒータ４２、結露防止用ヒータ４４、照明灯４０、圧縮機２０、送風機１４及び凝縮用送風機２２Ｂは屋内分電盤７０に接続され、屋内分電盤７０にはＤＣ／ＡＣ変換装置７８、バッテリー７６を介し、屋根上などに設置されて太陽光により所定の発電電力を得られる太陽電池４６が接続されている。更に、屋内分電盤７０には系統商用交流電源ＡＣ（商用電源）が接続されている。この屋内分電盤７０にはまた、照明器具、エアコン、暖房器具、扇風機、音響機器、電話或いは工作機器などの電気機器からなる店内負荷７４が接続される。
【００２５】
また、バッテリー７６は太陽電池４６にて発電された電力を貯蓄するためのものであり、当該バッテリー７６に蓄電することで、太陽光が少なく太陽電池４６にてショーケース２の電気部品や店内負荷７４を作動させるだけの充分な発電ができない場合、或いは、太陽電池４６が太陽光を受けられない夜間にバッテリー７６に充電された電力を店内負荷７４やショーケース２の電気部品に供給するものとされている。
【００２６】
前記屋内分電盤７０は、店内配線の一部に大量の電力が流れることにより店内全体の給電が停止してしまうのを防止するため店内を複数に分割して電力を供給すると共に、店内配線の一部に大量の電力が流れることにより電気事故が発生してしまうのを防止するため使用箇所に応じて電力量を分配する器具である。
【００２７】
また、太陽電池４６は、店内負荷７４及びショーケース２などの店内で昼間使用する全体の電力をまかなえる程度の大きな発電能力を有するものが備えられている。そして、太陽電池４６で発電された電力は、既に周知の通り、直流（ＤＣ）電力であるため、店内で使用可能な電力に変換するためのＤＣ／ＡＣ変換装置７８にて直流電力を店内で使用できる周波数及び電圧に変換する技術については、従来より周知の技術であるため詳細な説明を省略する。
【００２８】
また、屋内分電盤７０には太陽電池４６で発電された電力を系統商用交流電源ＡＣに売電可能な売電装置（図示せず）が設けられている。この売電装置は、太陽電池４６にて発電された電力でバッテリー７６への充電が成され、且つ、ショーケース２や店内負荷７４を作動させた状態で、余剰電力が出た場合、太陽電池４６で発電された余剰電力を系統商用交流電源ＡＣに流し、電力会社に売電する。
【００２９】
尚、太陽電池４６で発電された電力に不足が生じ、バッテリー７６に充電された電力でも賄うことができない場合は、系統商用交流電源ＡＣから買電し、屋内分電盤７０がショーケース２の電気部品や店内負荷７４に供給することになる。ここで、太陽電池４６で発電した電力をインバータで変換して系統商用交流電源ＡＣに供給して電力会社に売買する技術については従来より周知の技術であり詳細な説明を省略する。また、売電装置は屋内分電盤７０に設けても或いは別に設けても差し支えない。
【００３０】
以上の構成で、ショーケース２の動作を説明する。尚、制御装置６０は太陽光が出ているときに太陽電池４６にて発電された電力（出力）をショーケース２の電気部品に印加してショーケース２を運転すると共に、太陽光が少なく太陽電池４６にてショーケース２や室内負荷７４を作動させるだけの充分な発電ができない場合、或いは、太陽電池４６が太陽光を受けられない夜間にはバッテリー７６に充電された電力にてこれらを運転すると共に、このバッテリー７６の蓄電が少なくなった場合には、系統商用交流電源ＡＣにてショーケース２を駆動するように構成されている。
【００３１】
また、例えば１０時〜２１時までの店舗の営業中は照明スイッチ４１は使用者によって閉じられ、制御装置６０はこの照明スイッチ４１が閉じられると、太陽電池４６の電力を照明灯４０に印加し、当該照明灯４０を点灯するものとする。
【００３２】
先ず、作業者によりショーケース２の電源が入れられると、制御装置６０は太陽電池４６の電力（出力）を圧縮機２０、結露防止用ヒータ４４、送風機１４及び凝縮用送風機２２Ｂに印加して、これらを駆動する。このとき、制御装置６０は陳列室８内に設けられた温度センサ６５にて検出される陳列室８内の温度に基づき、当該陳列室８内が設定温度、例えば、−５℃となるように圧縮機１２の回転数を制御して運転する。太陽電池４６で発電された電力で圧縮機２０が駆動されると、吐出側から当該圧縮機２０で圧縮された高温高圧の冷媒が吐出され、放熱器２１に流入する。ここで、高温冷媒は、凝縮用送風機２２Ｂの運転によって、パネル５３の外気吸込口５４から吸引され、放熱器２１に通風される外気により、空冷されて放熱する。一方、放熱器２１にて冷媒から熱を奪って加熱された外気は機械室１９の上後部から排気通路５８を通って本体４上部の排気口５９から排出される。
【００３３】
そして、放熱器２１を出た冷媒は減圧装置にて減圧された後、冷却器１３に入って蒸発する。このときに冷却器１３は冷却作用を発揮して周囲の空気を冷却する。冷却器１３と熱交換して冷却された空気（冷気）は、送風機１４の運転により、ダクト９内を上昇し、冷気吐出口１６から吹き出され、陳列室８の開口にエアカーテンを形成しながら陳列室８を冷却する。陳列室８に吹き出された冷気は開口下縁の冷気吸込口１７から下部ダクト１２に帰還し、送風機１４に吸い込まれて、再び冷却器１３に送給するサイクルを繰り返す。
【００３４】
他方、冷却器１３を出た冷媒は圧縮機２０に吸い込まれ、圧縮されて高温高圧の冷媒ガスとなり、放熱器２１に流入するサイクルを繰り返す。
【００３５】
尚、長時間冷却運転が行われると、冷却器１３に着霜が生じて冷却能力が著しく低下する。このため、運転を開始してから所定時間経過した場合、若しくは、圧縮機２０が高回転で運転されているにも拘わらず、温度センサ６５にて検出される陳列室８内の温度が低くならない場合には、制御装置６０は冷却器１３の除霜を開始する。即ち、制御装置６０は太陽電池４６の出力を除霜ヒータ４２に印加して、除霜ヒータ４２の運転を開始すると共に、圧縮機１２、送風機１４及び凝縮用送風機２２Ｂの運転を停止する。
【００３６】
この除霜ヒータ４２の加熱により、冷却器１３の着霜を融解することができる。そして、除霜ヒータ４２の運転を開始して所定時間経過すると、制御装置６０は除霜ヒータ４２の運転を停止すると共に、圧縮機１２、送風機１４及び凝縮用送風機２２Ｂに太陽電池４６の出力を印加して、これらを駆動して上述した冷却運転を再び繰り返す。
【００３７】
次に、２１時から翌日の１０時までの閉店中（本発明の夜間に相当）は、照明スイッチ４１が使用者によって開かれる（ＯＦＦ）ので、照明灯４０が消灯する。制御装置６０は照明灯４０が消灯されると陳列室８内の設定温度を所定値上昇させる制御を実行する。例えば、設定温度−５℃より＋２℃シフト（上昇）させた−３℃となるように圧縮機２０を制御して運転する（ナイトセットバック）。尚、この温度のシフト幅は、シフト量設定スイッチ６８にて任意に設定可能である。
【００３８】
即ち、制御装置６０は温度センサ６５が検出する陳列室８内の温度に基づき、例えば当該温度がー１℃に上昇したら圧縮機２０の回転数を上昇し、ー３℃に低下したら回転数を下げる。このように陳列室８内の設定温度を上昇させたとして、閉店中は前述の如く照明灯４０が消灯され、それらからの発熱量はゼロとなっており、陳列室８の開口も図示しないナイトカバーなどによって閉じられるので、陳列室８内の商品の温度自体は開店中の温度と変わらず、維持される。
【００３９】
尚、照明スイッチ４１が使用者によって閉じられると（ＯＮ）、制御装置６０は太陽電池４６の出力を照明灯４０に印加して、照明灯４０が点灯する。これにより、制御装置６０は陳列室８内の温度がもとの温度（−５℃）になるように圧縮機２０を制御して運転する。
【００４０】
以上詳述する如く、太陽電池４６の出力をショーケース２の電気部品に印加して、当該ショーケース２を運転することで、太陽電池４６で発電された電力を有効に利用して、省エネ化を図ることができるようになる。
【００４１】
特に、電力使用量がピークとなる昼間に太陽電池４６の出力によりショーケス２を運転し、太陽光が少なく太陽電池４６にてショーケース２の電気部品や店内負荷７４を作動させるだけの充分な発電ができない場合、或いは、太陽電池４６が太陽光を受けられない夜間にバッテリー７６に充電された電力を店内負荷７４及びショーケース２の電気部品に給電するものとすれば、商用電力の消費量を削減し、省エネルギーに寄与することができるようになる。
【００４２】
この場合、昼間の電力は通常太陽電池４６による発電で賄い、夜間や太陽電池４６の発電量では不足が生じる場合にはバッテリー７６に充電された電力を使用し、このバッテリー７６の蓄電が少なくなった場合に商用電力を使用するため、例えば、使用者が電力会社で深夜の電力使用料金が安くなるプランに加入すれば、よりコストの低減を図ることができるようになる。
【００４３】
特に、制御装置６０により、太陽電池４６が発電できない夜間に陳列室８内の設定温度を所定値上昇させる制御、所謂、ナイトセットバックを実行することで、夜間のバッテリー７６の消費電力、或いは商用電力の消費量を削減でき、より一層のコスト低減と省エネルギーに寄与することができるようになる。
【００４４】
尚、本実施例では圧縮機２０の運転を制御して温度センサ６５にて検出される陳列室８内の温度が設定温度となるように制御するものとしたが、本発明は圧縮機２０の運転を制御して陳列室８内の温度を設定温度とするものに限定されるものではなく、例えば、減圧装置として膨張弁を使用する場合には、膨張弁の開度を制御するものとしても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明を適用した実施例のショーケースの斜視図である。
【図２】図１のショーケースの縦断側面図である。
【図３】図１のショーケースに関する電気回路のブロック図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  スライド棚装置
２  ショーケース
５  断熱壁
６  仕切板
８  陳列室
９  ダクト
１１  デックパンカバー
１２  下部ダクト
１３  冷却器
１４  送風機
１５  側板
１６  冷気吐出口
１７  冷気吸込口
１９  機械室
２０  圧縮機
２１  放熱器
２２Ｂ  凝縮用送風機
２８  ブラケット
３０  ベース
４０  照明灯
４１  照明スイッチ
４２  除霜ヒータ
４４  結露防止用ヒータ
４６  太陽電池
５２Ａ  操作部
５３  パネル
５４  外気吸込口
５７  背面板
５８  排気通路
５９  排気口
６０  制御装置
６５  温度センサ
６８  シフト量設定スイッチ
７０  屋内分電盤
７４  店内負荷
７６  バッテリー
７８  ＤＣ／ＡＣ変換装置
【図１】
2006042964.tif 000003
【図２】
2006042964.tif 000004
【図３】
2006042964.tif 000005