(57)【要約】冷温貯蔵システムは、ドアによって密閉された開口部を有する包囲された構造を含む。機械的冷蔵ユニットは、包囲された構造の内部を選択された温度範囲内に維持する。冷温貯蔵システムはさらに、包囲された構造内に、冷蔵された商品を支持するための１つ以上の棚を有するラックシステムを含んでもよい。ラックシステムは、加えて、包囲された構造内に容量性冷却効果を提供する吸熱性相変化材料（ＰＣＭ）を支持する。少なくともいくつかの実施形態では、ＰＣＭは、ラックシステムの１つ以上の支持部材によって支持される複数の高架式ＰＣＭコンテナ内に含まれる。
2014515469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷温貯蔵システムであって、
ドアによって密閉された開口部を有する包囲された構造と、
前記包囲された構造の内部を選択された温度範囲内に維持するための機械的冷蔵ユニットと、
前記包囲された構造内のラックシステムであって、
冷蔵された商品を支持するための１つ以上の棚と、
吸熱性ＰＣＭを含む複数の高架式吸熱性相変化材料（ＰＣＭ）コンテナを支持することで、容量性冷却効果を前記包囲された構造内に提供する１つ以上の支持部材と、
を含む、ラックシステムと、
を備える、システム。
【請求項２】
前記複数の高架式ＰＣＭコンテナは、ＰＣＭ管を含む、請求項１に記載の冷温貯蔵システム。
【請求項３】
前記ＰＣＭ管は、前記ラックシステムの複数の垂直支持材にしっかりと取り付く１つ以上の水平支持部材の頂部に配置される、請求項２に記載の冷温貯蔵システム。
【請求項４】
前記ラックシステムは、前記複数の高架式ＰＣＭコンテナの高さ位置を調節する複数の高さ調節可能垂直支持材を含む、請求項１に記載の冷温貯蔵システム。
【請求項５】
前記冷温貯蔵システムはさらに、前記吸熱性ＰＣＭを含む複数の棚下ＰＣＭコンテナを含み、前記複数の棚下ＰＣＭコンテナは、前記ラックシステムの前記１つ以上の棚によって支持される、請求項１に記載の冷温貯蔵システム。
【請求項６】
前記複数の棚下ＰＣＭコンテナは、複数の異なる棚構成を受け入れるように、モジュール式に再構成可能である、請求項５に記載の冷温貯蔵システム。
【請求項７】
前記ラックシステムは、前記１つ以上の棚によって支持される１つ以上の棚下支持ブラケットを含み、
前記棚下支持ブラケットは、前記複数の棚下ＰＣＭコンテナを支持する、
請求項５に記載の冷温貯蔵システム。
【請求項８】
前記吸熱性ＰＣＭの温度、前記包囲された構造内に配置された商品の温度、および前記包囲された構造内の周囲温度に少なくとも基づいて、前記機械的冷蔵ユニットを制御する電子制御システムをさらに備える、請求項１に記載の冷温貯蔵システム。
【請求項９】
前記制御システムは、
前記吸熱性ＰＣＭの外側領域の温度を測定するための外側温度センサと、
前記吸熱性ＰＣＭの内側領域の温度を測定するための内側温度センサと、
を含む、請求項８に記載の冷温貯蔵システム。
【請求項１０】
前記ラックシステムは、
複数のラックであって、前記複数のラックの全部が、前記複数の高架式ＰＣＭコンテナを支持する、複数のラックと、
前記複数のラックのうちの少なくとも２つを連結することで前記複数のラックのうちの前記２つの間の歩行空間に張架する水平横桁と、
を含む、請求項１に記載の冷温貯蔵システム。
【請求項１１】
前記１つ以上の支持部材は、複数の垂直支持材を含み、
前記冷温貯蔵システムはさらに、前記複数の垂直支持材のうちの１つに沿って配置される少なくとも１つの垂直ＰＣＭコンテナを含む、
請求項１に記載の冷温貯蔵システム。
【請求項１２】
冷温貯蔵ラックシステムであって、
冷蔵された商品を支持するための１つ以上の棚であって、吸熱性相変化材料（ＰＣＭ）を支持する、１つ以上の棚と、
前記吸熱性ＰＣＭを含む複数の高架式ＰＣＭコンテナを支持することで容量性冷却効果を機械的に冷却された構造内に提供する１つ以上の支持部材と、
を備える、システム。
【請求項１３】
前記複数の高架式ＰＣＭコンテナは、ＰＣＭ管を含む、請求項１２に記載の冷温貯蔵ラックシステム。
【請求項１４】
前記ＰＣＭ管は、前記ラックシステムの複数の垂直支持材にしっかりと取り付く１つ以上の水平支持部材の頂部に配置される、請求項１３に記載の冷温貯蔵ラックシステム。
【請求項１５】
前記ラックシステムは、前記複数の高架式ＰＣＭコンテナの高さ位置を調節する複数の高さ調節可能垂直支持材を含む、請求項１２に記載の冷温貯蔵ラックシステム。
【請求項１６】
前記冷温貯蔵システムはさらに、前記吸熱性ＰＣＭを含む複数の棚下ＰＣＭコンテナを含み、前記複数の棚下ＰＣＭコンテナは、前記ラックシステムのうちの前記１つ以上の棚によって支持される、請求項１２に記載の冷温貯蔵ラックシステム。
【請求項１７】
前記複数の棚下ＰＣＭコンテナは、複数の異なる棚構成を受け入れるように、モジュール式に再構成可能である、請求項１６に記載の冷温貯蔵ラックシステム
【請求項１８】
前記ラックシステムは、前記１つ以上の棚によって支持される１つ以上の棚下支持ブラケットを含み、
前記棚下支持ブラケットは、前記複数の棚下ＰＣＭコンテナを支持する、
請求項１６に記載の冷温貯蔵ラックシステム。
【請求項１９】
前記吸熱性ＰＣＭの温度、前記包囲された構造内に配置された商品の温度、および前記包囲された構造内の周囲温度に少なくとも基づいて、前記機械的冷蔵ユニットを制御する電子制御システムをさらに備える、請求項１２に記載の冷温貯蔵ラックシステム。
【請求項２０】
前記吸熱性ＰＣＭの外側領域の温度を測定するための外側温度センサと、
前記吸熱性ＰＣＭの内側領域の温度を測定するための内側温度センサと、
をさらに備える、請求項１９に記載の冷温貯蔵ラックシステム。
【請求項２１】
前記ラックシステムは、
複数のラックであって、前記複数のラックの全部が、前記複数の高架式ＰＣＭコンテナを支持する、複数のラックと、
前記複数のラックのうちの少なくとも２つを連結することで前記複数のラックのうちの前記２つの間の歩行空間に張架する水平横桁と、
を含む、請求項１２に記載の冷温貯蔵ラックシステム。
【請求項２２】
前記１つ以上の支持部材は、複数の垂直支持材を含み、
前記冷温貯蔵システムはさらに、前記複数の垂直支持材のうちの１つに沿って配置される、少なくとも１つの垂直ＰＣＭコンテナを含む、
請求項１２に記載の冷温貯蔵ラックシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、例えば腐敗しやすいものの冷温貯蔵のために、使用することができる冷蔵システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
腐敗しやすい食品の貯蔵および輸送は、現在の大規模商業時代において、不可欠である。多くの商品および食料品は、腐敗または劣化を防止するために冷蔵システムを必要とする。そのような食料品が、その適切な温度範囲に適切に維持されない場合、食料品の腐敗または劣化は、利益の減少、またはより悪い場合、食品の媒介による病気の拡散につながる。１９９７年に発表され、ＵＳＤＡの経済研究調査局（ＥＲＳ）によって実施された食品廃棄物に関する研究によると、１９９５年だけで、９６０億ポンドの食品が、小売業者、食品サービス業者、および消費者によって損なわれたと推定されている。さらに、乳製品ならびに新鮮な果実および野菜は、全小売損失の半分を占めていた。小売業者および食品サービス業者の販路の場合、現代の規模の経済は、大量の腐敗しやすい商品の鮮度を保つために、大規模な温度制御された貯蔵施設の使用が不可欠であり、そのような施設の使用は、通常、非常に高いエネルギー消費コストがかかる。この理由から、既存および将来の冷蔵システムのエネルギーの効率および品質を改善するための措置を講じることが、非常に重要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
１つ以上の実施形態では、冷温貯蔵システムは、ドアによって密閉された開口部を有する包囲された構造を含む。機械的冷蔵ユニットは、包囲された構造の内部を選択された温度範囲内に維持する。冷温貯蔵システムはさらに、包囲された構造内に、冷蔵された商品を支持するための１つ以上の棚を有するラックシステムを含んでもよい。ラックシステムは、加えて、包囲された構造内に、容量性冷却効果を提供する吸熱性の相変化材料（ＰＣＭ）を支持する。少なくともいくつかの実施形態では、ＰＣＭは、ラックシステムの１つ以上の支持部材によって支持される複数の高架式ＰＣＭコンテナ内に含まれる。
【０００４】
前述の実施形態（単数または複数）の一側面によると、複数の高架式ＰＣＭコンテナは、複数の垂直支持材にしっかりと取り付く１つ以上の水平支持部材上に配置される吸熱性ＰＣＭ管を含む。垂直支持材は、水平横桁ブラケットによって補強されてもよい。前述の実施形態（単数または複数）の別の側面によると、複数の高さ調節可能垂直支持材は、複数の高架式ＰＣＭコンテナの高さ位置を調節する。前述の実施形態の別の側面によると、追加的ＰＣＭコンテナは、１つ以上の棚によって支持されてもよい。例えば、これらの追加的ＰＣＭコンテナは、種々の貯蔵棚構成を受け入れるために、モジュール式に再構成可能であることができる。さらに、追加的ＰＣＭコンテナが、冷温貯蔵ラックの調節可能貯蔵棚の下側に取り付けられる複数の棚下支持ブラケット内に配置されてもよい。前述の実施形態（単数または複数）の別の側面によると、冷温貯蔵システムは、少なくとも吸熱性ＰＣＭの温度および周囲温度に基づいて、機械的冷蔵ユニットを制御することで包囲された構造内の周囲温度を維持するための温度モニタを含んでもよい。少なくともいくつかの実装では、温度モニタは、ＰＣＭコンテナの内側表面に隣接する吸熱性ＰＣＭの温度を測定するための外側温度センサと、ＰＣＭコンテナの内側表面から最も離れた距離に位置する吸熱性ＰＣＭの温度を測定するための内側温度センサとを含む。
【０００５】
１つ以上の他の実施形態によると、冷温貯蔵ラックは、冷蔵された商品を支持するための１つ以上の棚を含む。冷温貯蔵ラックは、冷温貯蔵構造内に、機械的冷蔵ユニットと併せて、容量性冷却効果を提供する吸熱性ＰＣＭを含む複数の高架式ＰＣＭコンテナを支持する１つ以上の支持部材を含む。ラックシステムはまた、１つ以上の棚によって支持される追加的ＰＣＭコンテナを含んでもよい。例えば、これらの追加的ＰＣＭコンテナは、冷温貯蔵ラックの調節可能貯蔵棚の下側に取り付けられる複数の棚下支持ブラケット内に配置されることができ、種々の貯蔵棚構成を受け入れるために、モジュール式に再構成可能であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、一実施形態による例示的冷温貯蔵システムの斜視図である。
【０００７】
【図２Ａ】図２Ａは、一実施形態による例示的冷温貯蔵ラックの部分的斜視図である。
【０００８】
【図２Ｂ】図２Ｂ−２Ｃは、一実施形態によるＰＣＭコンテナの複数の構成を描写する。
【０００９】
【図２Ｃ】図２Ｂ−２Ｃは、一実施形態によるＰＣＭコンテナの複数の構成を描写する。
【００１０】
【図３】図３は、モジュール式構成におけるいくつかの冷温貯蔵ラックの上部平面図である。
【００１１】
【図４】図４は、一実施形態による例示的冷温貯蔵ラックの側面立面図である。
【００１２】
【図５Ａ】図５Ａ−５Ｂを参照すると、一実施形態による冷温貯蔵システム１００のための例示的な管理および制御システムが、図示される。
【００１３】
【図５Ｂ】図５Ａ−５Ｂを参照すると、一実施形態による冷温貯蔵システム１００のための例示的な管理および制御システムが、図示される。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
１つ以上の実施形態では、冷温貯蔵システムは、強制空冷を用いる従来の機械的冷蔵ユニットの特徴を活用する様式において、包囲されかつ冷蔵されたチャンバ内で吸熱性相変化材料（ＰＣＭ）を用いる。強制空気式機械的冷蔵ユニットによって提供される「能動的」熱交換モードと併せて、本明細書に開示されるような２モード式冷温貯蔵システムは、有利に、冷蔵された構造内に兼用可能に配備される吸熱性ＰＣＭコンテナの形態において、「受動的」熱交換モードを用いる。本明細書で利用されるように、「２モード式」冷温貯蔵システムは、強制空気式機械的冷蔵ユニットの形態における能動的熱交換機構と併せて、吸熱性ＰＣＭの形態における受動的熱交換機構を用いる熱抽出／吸収システムを指す。２モード式冷温貯蔵システムは、温度に敏感な商品の不均一冷却および冷温貯蔵構造内の過剰凝結から生じる着氷を含む従来の冷蔵冷温貯蔵構造と関連付けられる問題およびコストに効率的に対処する。さらに、２モード式冷温貯蔵システムの冷却機構は、機械的冷蔵ユニットの必要とされる能動的作動時間および過剰サイクルを減少させる。そのような機械的冷蔵ユニットの能動的作動時間およびサイクルの減少は、結果として、冷温貯蔵システムの全体的な電力（ｋＷ）およびエネルギー（ｋＷｈ）の需要を減少させ、機械的冷蔵ユニットの修理および保守のコストを減少させ、機械的冷蔵ユニットの寿命を延長させる。
【００１５】
図を参照してさらに詳細に説明されるように、冷温貯蔵システムは、従来の強制空気式機械的冷蔵ユニットを有する冷蔵される固定構造（例えば、冷温貯蔵冷却器、冷温貯蔵冷凍庫、冷温貯蔵室、または冷温貯蔵倉庫）あるいは運搬可能貨物コンテナまたはトレーラ内に実装することができ、その従来の強制空気式機械的冷蔵ユニットは、冷蔵構造内の温度を降下させ、次いで、所定の温度以下に維持するために必要とされるように、冷却された空気を生成して冷蔵構造の内部に指向させる。強制空気式機械的冷蔵ユニットによって提供される「能動的」熱交換モードを活用するために、冷温貯蔵システムは、有利に、ラックシステムによって可能にされる「受動的」熱交換モードを用いる。ラックシステムは、種々の設置構成において、吸熱性ＰＣＭを支持するように、冷温貯蔵構造の内側に設置され、兼用可能に配備される。
【００１６】
能動的モードでは、機械的冷蔵ユニットからの冷却された気流が使用され、吸熱性ＰＣＭに必要とされる相変化または平衡状態温度をもたらす。受動的モードでは、吸熱性貯蔵材料がその平衡状態温度に到達すると使用可能になり、機械的冷蔵ユニットが停止し、活性化された（すなわち、容量的にチャージされた）吸熱性ＰＣＭが、受動的熱対流機構のための懸架された非機械的駆動ヒートシンクとしての役割を果たし、自然な熱循環から生じる受動的対流気流が、冷蔵構造の内部全体を通して循環させられる。この受動的吸熱性ＰＣＭおよび自然対流気流の存在は、長時間、冷蔵構造の減少した内部温度を維持する。受動的モード周期の予測性は、機械的冷蔵ユニットの熱の再チャージサイクルが、電気のコストがピーク需要時間中よりも低い「オフピーク」時間と同期されることを可能にする。
【００１７】
説明されるようなシステムはまた、有意な問題となり得る冷蔵構造内の過剰な湿気を減少または排除する際にも有用である。機械的冷蔵ユニットのみに依拠するシステムでは、過剰な湿気は、冷却コイル上に着氷をもたらし、コイルが除霜される除霜サイクルにおいて、ユニットが元に戻されることを必要とする。多くの従来の設備では、除霜は、１日に数回、必要とされ得、合計して１日に数時間もかかり得、熱的に非効率的かつエネルギー非効率的なプロセスをもたらす。
【００１８】
好ましい実施形態では、冷蔵構造は、追加的断熱要素を具備し、ＵＶならびに放射熱および対流から冷温貯蔵室／コンテナの内部への外熱の侵入を減少させる。加えて、構造の外部は、熱反射コーティングでコーティングされ、ＵＶ照射からの熱吸収を減少させることができる。さらに、高い断熱値を有するパネルが、冷温貯蔵構造内あるいはその壁、天井、または床に配置され、最適な蓄熱効率を達成することができる。
【００１９】
次に、図（類似の参照番号は、全体を通して、類似および対応する部分を指す）を参照すると、特に、図１を参照すると、好ましい実施形態による２モード式冷温貯蔵システム１００を示す斜視図が描写される。具体的には、図１は、２モード式冷温貯蔵システム１００が、ドア１０２によって密閉された開口部を有する略長方形構造である包囲された冷蔵構造１０１と、冷蔵構造１０１に搭載される機械的冷蔵ユニット１０３とを含むことを図示する。より暖かい外部温度からの熱の侵入を最小限にするために、冷蔵構造１０１は、好ましくは、断熱壁および断熱天井と、必要に応じて、断熱床とを含む。種々の実装では、冷蔵構造１００は、例えば、レストランのウォークイン冷却庫またはウォークイン冷凍庫、冷温貯蔵倉庫、冷温貯蔵出荷用コンテナ、冷蔵されるトレーラ（冷蔵貨車）などであり得る。
【００２０】
図１に図示される２モード式冷温貯蔵システム１００は、その熱制御様式のうちの１つとして、冷蔵構造１０１の内部１０４ならびに冷蔵される内容物およびその中に配置される吸熱性ＰＣＭ内の温度を監視および調整するサーモスタット式に制御される機械的冷蔵ユニット１０３を含む。この目的のために、機械的冷蔵ユニット１０３は、冷却された空気を生成する従来の蒸発器／復水器システムを用い、さらに、冷却された強制空気流（単数または複数）１１２を内部１０４に強制的に放出して高速の温度制御または温度回復を達成するための送風機またはファンを含む。そのような機械的冷蔵システムは、周知であって、冷蔵構造１０１内の商品を減少した温度において貯蔵および維持するために広く利用されている。
【００２１】
冷蔵構造１０１によって用いられる他の熱制御様式は、循環式強制空気熱抽出機構と併せて吸熱性相変化材料などの吸熱性ＰＣＭを兼用可能に配備することによって、達成され、熱抽出および吸吸収量の増加、より均一な熱勾配分布、および機械的冷蔵ユニット１０３のサイクルの減少を実質的に達成する。吸熱性ＰＣＭは、有利に、冷蔵構造１０１内のラックシステム１１０によって支持される種々のＰＣＭコンテナ（例えば、高架式ＰＣＭ管１０５および棚下ＰＣＭコンテナ１０６）内に配備されることができる。選定される特定の吸熱性ＰＣＭは、冷蔵構造１０１内で維持されるべき所望の温度に依存する。例えば、約−１０°Ｆ（−２３℃）で平衡状態に到達する吸熱性ＰＣＭは、商品が氷点（すなわち、３２°Ｆまたは０℃）以下に維持されるべき状況における使用に好適である。冷却されるが、冷凍されてはならない商品に対しては、より高い平衡状態温度を有する吸熱性ＰＣＭを利用することができる。一般的な腐敗しやすい商品のために用いられる温度範囲として、例えば、果実、野菜、ビール、乳製品、医薬品などに対しては、３２°Ｆ〜５５°Ｆ（０℃〜１３℃）の温度範囲、または冷凍肉、アイスクリームなどに対しては、−３２°Ｆ〜−２０°Ｆ（−３６℃〜−２９℃）の温度範囲が挙げられる。食品貯蔵用途に対して、吸熱性ＰＣＭは、好ましくは、無害かつ環境に優しい水系または有機系のＰＣＭなどの材料を利用して実装される。
【００２２】
次に、依然として図１を参照し、さらに図２Ａを参照すると、図２Ａの部分的斜視図に示されるラックシステム１１０が、説明される。既存の構造の修正を伴わずに、既存の冷蔵構造１０１内に据え付けられ得るか、または新しい冷蔵構造１０１内に元々設置され得るラックシステム１１０は、冷蔵された商品を支持するための少なくとも１つの（および、可能性として、複数の）貯蔵棚２０１を含む。貯蔵棚２０１は、高さ調節可能垂直支持材２０２によって支持され、その高さ調節可能垂直支持材は、所望の全体的ラック高さへの構成（または、再構成）を可能にするように、締結具（例えば、ナットおよびボルト）によって固着される（例えば）穿孔された入れ子式の角度付けられた隅角部垂直支持材を使用し得る。高架式吸熱性ＰＣＭ管１０５は、１つ以上の水平支持部材２０３上に配置され、その水平支持部材は、例えば、溶接、締結具などによって、高さ調節可能垂直支持材２０２にしっかりと取り付けられる。垂直支持材２０２は、有利に、高架式吸熱性ＰＣＭ管１０５の最適な高さ位置を可能にするために、高さ調節可能であり、したがって、水平支持部材２０３およびＰＣＭ管１０５も、高さ調節可能である。高架式吸熱性ＰＣＭ管１０５の最適な高さ位置は、冷蔵構造１０１（図１）の内部容積の最大高さ許容度、機械的冷蔵ユニット１０３（図１）の強制空気流進入の場所、ラックシステム１１０（図１）のモジュール式配列、冷温貯蔵商品の積載構成などの多数の要因に依存し得る。加えて、ＰＣＭ管１０５は、それらの長軸が機械的冷蔵ユニット１０３によって発生させられる強制空気流路に平行、直交、またはいくつかの他の所望の配向になるように配列させられ得ることが理解されるべきである。強制空気流路に対するＰＣＭ管１０５の所望の配向の実現はまた、ラックシステム１１０の長軸に直交し、かつ複数のラックシステム１１０に橋架するＰＣＭ管１０５の設置を伴ってもよい。
【００２３】
貯蔵棚２０１および水平支持部材２０３は、耐久性の高いワイヤメッシュ材料を使用して構築されているように描写されていることが留意されるべきである。しかしながら、選択される材料は、実装毎に変わり得ることが理解されるべきである。例えば、中実表面および／または穿孔表面が、代替的または追加的に用いられてもよい。さらに、伸縮自在垂直部材または追加的垂直支持部材などの他のタイプの高さ調節可能垂直棚支持システムが、本発明の精神および範囲を限定することなく、用いられることができる。
【００２４】
腐敗しやすい商品の支持に加え、貯蔵棚２０１は、調節可能な貯蔵棚２０１の下側への１つ以上の棚下支持ブラケット２０５の取り付け（例えば、最初の構築の間での、または据え付けによる）によって、棚下ＰＣＭコンテナ１０６を支持するように構成される。棚下支持ブラケット２０５が取り付けられると、追加的棚下ＰＣＭコンテナ１０６が、貯蔵棚２０１の下に摺動可能に設置されることができる。種々の材料および寸法を有する実施形態が想定されるが、一つの例では、ＰＣＭコンテナ１０６は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から形成され、寸法５００ｍｍ×２５０ｍｍ×４５ｍｍを有する。ＰＣＭコンテナ１０６は、種々の貯蔵棚構成を受け入れるために、好ましくは、モジュール式に再構成可能であるようなサイズにされる。例えば、図２Ｂ−２Ｃは、ＰＣＭコンテナ１０６が、狭い貯蔵棚２０１（例えば、１８インチ×４８インチ）に適合するために、図２Ｂに示されるような第１の配向に配列されることができ、または代替として、より奥行がある貯蔵棚２０１（例えば、２４インチ×４８インチ）に適合するために、図２Ｃに示されるような第２の配向に配列されることができることを図示する。
【００２５】
次に、図３を参照すると、２×２の分割構成における４つの冷温貯蔵ラック１１０を含む冷温貯蔵ラック配列の例示的実施形態の上部平面図が図示される。描写される配列は、例えば、レストランのウォークイン冷蔵庫またはウォークイン冷凍庫に好適であり得る。描写される実施形態では、高架式ＰＣＭ管１０５は、高さ調節可能垂直支持材２０２に取り付けられる水平支持部材２０３（例えば、ワイヤメッシュ）上の各冷温貯蔵ラック１１０の長軸と整合されるように縦方向に配置される。水平支持部材２０３上に配置されるＰＣＭ管１０５の数量および配列は、ＰＣＭ管１０５間を通過する空気流の最適な体積および／または速度に応じて、変動してもよい。
【００２６】
図３の実施形態では、冷温貯蔵ラック１１０の安定性および剛性が、冷温貯蔵ラック１１０間に連結された１つ以上の水平横桁２０４によって向上させられる。水平横桁（単数または複数）２０４は、好ましくは、冷温貯蔵ラック１１０間の歩行空間３０１における十分な頭上の余裕を保つために、その上部に冷温貯蔵ラック１１０を結合する。水平横桁（単数または複数）２０４の長さによって画定される歩行空間３０１の幅は、好ましくは、歩行空間３０１の両側の種々の貯蔵棚２０１上に貯蔵された商品への便利なアクセスを可能にするために十分な幅である。種々の冷温貯蔵ラック配列および水平横桁長さが、本発明の精神および範囲内にあることが理解されるべきである。
【００２７】
冷温貯蔵ラック１１０は、包囲する冷蔵構造を可能にし、その冷蔵構造は、冷蔵構造の任意の改変あるいはその内部表面のいずれかへの貫通または取り付けを必要とせずに、ＰＣＭ管１０５（および、必要に応じて、棚下ＰＣＭコンテナ１０６）によって提供される受動的冷却から恩恵を受けるように配置される。いくつかの実施形態では、冷蔵構造の受動的冷却容量は、必要に応じて、冷蔵構造の内部表面のうちの１つ以上への追加的ＰＣＭコンテナの取り付けによってさらに増加させられてもよい。
【００２８】
図４は、冷温貯蔵ラック１１０の例示的実施形態の側面立面図である。特に、図４は、切り取り図を介して、水平支持部材２０３上に配置された高架式ＰＣＭ管１０５を示し、その高架式ＰＣＭ管は、高架式ＰＣＭ管１０５の最適な高さ位置のために、高さ調節可能垂直支持材２０２にしっかりと順に取り付けられる。さらに、水平横桁ブラケット２０４の端部は、高さ調節可能垂直支持材２０２に取り付けられ、追加的構造支持を提供する。
【００２９】
垂直支持材２０２、棚支持材４００、および側方ブレース４０２を含む冷温貯蔵ラック１１０の構造部材は、バー、角度、チャネル、梁、正方形管、丸形管などとともに実装されてもよい。他の材料が用いられてもよいが、現在、鋼鉄が、鋼鉄の比較的な低コストおよび高い強度／重量比のため、冷温貯蔵ラック１１０の構造部材に好ましい。少なくともいくつかの実施形態では、冷温貯蔵ラック１１０は、必要に応じて、その構造部材のうちの１つ以上に沿って、またはその中に、ＰＣＭコンテナ（例えば、ＰＣＭ管４０４）をさらに組み込み、追加的容量性冷却容量を提供してもよい。実質的に包囲された構成を有していない構造部材に対して、ＰＣＭコンテナは、締結、クランプ、ブラケットなどによって、構造部材に固着されてもよい。実質的に包囲された構成を有する管およびチャネルなどの構造部材に対して、構造部材へのＰＣＭコンテナの追加的取り付けは、省略することができる。
【００３０】
次に、図５Ａ−５Ｂを参照すると、一実施形態による冷温貯蔵システム１００のための例示的な管理および制御システムが、図示される。図５Ａに示されるように、例示的な管理および制御システムは、好ましくは、冷蔵構造１０１内の複数のセンサに通信可能に連結される電子コントローラ５２０を含む。これらのセンサは、好ましくは、１つ以上のＰＣＭコンテナ（例えば、高架式ＰＣＭ管１０５または棚下ＰＣＭコンテナ１０６）内のＰＣＭ温度を感知する１つ以上のＰＣＭ温度センサ５０２を含む。図５Ｂに示される一実施形態では、ＰＣＭ温度センサ５０２は、ＰＣＭ管１０５（または、ＰＣＭコンテナ１０６）のコア領域またはその近傍の第１のプローブ５０４と、（可能性として異なる）ＰＣＭ管１０５（または、ＰＣＭコンテナ１０６）の外側領域またはその近傍の第２のプローブ５０６とを有する。典型的に、高架式ＰＣＭ管１０５（または、ＰＣＭコンテナ１０６）の最も内側の点においてプローブ５０４によって検出されるＰＣＭ温度は、ＰＣＭが潜熱モードから感知可能熱モードに相を変化させるにつれて、高架式ＰＣＭ管１０５（または、ＰＣＭコンテナ１０６）の内側表面近傍でプローブ５０６によって感知されるＰＣＭ温度から遅れをとる。したがって、ＰＣＭ内の複数の場所で温度を感知することは、コントローラ５２０に、その潜在相から感知可能相への変化曲線（および、感知可能相から潜在相への変化曲線）に沿ったＰＣＭの状態のより正確な指標を提供することができ、ここでは、コントローラ５２０の目標は、その潜熱モードからその感知可能熱モードへのＰＣＭの完全変化を防止することである。
【００３１】
冷温貯蔵システム１００のための例示的な管理および制御システムは、好ましくは、冷蔵構造１０１内のまたはそれと関連付けられた１つ以上の周囲状態センサ５１０を追加的に含む。例えば、周囲状態センサ５１０は、冷蔵構造１０１の内部容積内の代表的場所の温度を示す温度データを提供する周囲温度センサ、ならびに相対湿度および露点のセンサを含んでもよい。加えて、周囲状態センサは、ドア１０２の開閉を感知するためのドアセンサを含んでもよい。周囲温度は、典型的に、多数の要因による環境への熱伝達および環境からの熱伝達に従って、劇的に変動し、その主なものは、機械的冷蔵ユニット１０３の作動、外部周囲温度、ならびにドア１０２を介した人および／または商品による冷蔵構造１０１内への進入の回数および継続時間である。
【００３２】
管理および制御システムは、好ましくは、冷蔵構造１０１内の商品の温度および／または他のパラメータを感知する１つ以上の商品センサ５１２をさらに含む。理解されるように、対象商品のタイプおよび感知されるべきパラメータに応じて、商品センサ（単数または複数）５１２は、冷蔵構造１０１内の商品のうちの１つの外部に定置されても、商品内に埋め込まれてもよい。
【００３３】
コントローラ５２０は、センサ５０２、５１０、および５１２から受信したセンサデータを処理し、それに応答することで、代替的にまたは組み合わせて実装される１つ以上の制御方法論に従って、機械的冷蔵ユニット１０３を制御する。例えば、コントローラ５２０によって実装される制御方法論は、冷蔵構造１０１の内部容積を所望の温度範囲内に維持する一方、以下のように構成され得る。
・      周囲、商品、およびＰＣＭの温度から決定されるようなその相変化曲線の所望の領域（単数または複数）内にＰＣＭを維持すること
・      電力および／またはエネルギーの消費を最小化または減少させること
・      光熱費を最小化または減少させること
・      機械的冷蔵ユニット１０３の作動のコストを減少させること
・      機械的冷蔵ユニット１０３の有用寿命を延長させること
・      機械的冷蔵ユニット１０３の作動のサイクルおよび／または持続時間を最小化または減少させること
・      所望の時間の間（例えば、オフピーク時間の間）、機械的冷蔵ユニット１０３を優先的に作動させること
・      需要家向けの光熱費の割引または特典を最大化または増加させること
・      光熱システムのピークまたは平均の負荷を減少させること、ならびに／あるいは
・      １つ以上の追加的要因に基づいて、制御すること
【００３４】
示されるように、コントローラ５２０は、必要に応じて、通信インターフェース５２２に通信可能にさらに連結されてもよく、その通信インターフェースは、１つ以上の有線または無線のパケット交換または回路交換の通信ネットワークを介して、冷温貯蔵システム１００に関するステータス情報および／またはアラームを１つ以上の遠隔場所に通信する。ステータス情報および／またはアラームは、例えば、冷温貯蔵システム１００のオペレータ、オペレータのサービスプロバイダまたはサービス技術者、あるいは電力プロバイダの、遠隔サーバコンピュータ、携帯電話、もしくはポケベルに通信されることができる。ステータス情報および／またはアラームは、例えば電子メール、ショートメッセージサービス（ＳＭＳ）メッセージ、電話、呼び出し、ＨＴＴＰメッセージなどにより通信される例えばテキストメッセージ、数値メッセージおよび／またはデータメッセージとして通信されることができる。
【００３５】
図１−５Ｂを再び参照すると、作動時、コントローラ５２０は、好ましくは、最初に、機械的冷蔵システム１０３を稼働させ、冷却された強制空気流１１２を生成し、高架式ＰＣＭ管１０５および棚下ＰＣＭコンテナ１０６の内に含まれる吸熱性ＰＣＭをチャージし、冷蔵構造１０１の内部１０４を冷却する。コントローラ５２０は、好ましくは、周囲温度センサ５０６によって感知される内部１０４の周囲温度が少なくとも第１の閾値温度に到達し、吸熱性ＰＣＭが温度センサ（単数または複数）５０２によって示されるように平衡状態に到達し、商品センサ（単数または複数）５１２によって示される商品の温度が第２の閾値温度に到達するまで、機械的冷蔵ユニット１０３をその能動的冷却モードで作動させる。それに応答して、コントローラ５２０は、機械的冷蔵ユニット１０３の作動を一時停止または実質的に減少させる。
【００３６】
高架式吸熱性ＰＣＭ管１０５および棚下ＰＣＭコンテナ１０６の内のＰＣＭが、平衡状態まで熱的にチャージされると、ＰＣＭの吸熱性（すなわち、熱吸収）特性は、冷蔵構造１０１およびその中に配置される商品の内部温度が、機械的冷蔵ユニット１０３を作動させる必要なく所定の最大温度以下のままである時間を有意に延長させる。最終的に、ＰＣＭは、潜熱モードから感知可能熱モードに遷移を開始し、ＰＣＭの容量性冷却効果は、減弱する。コントローラ５２０は、この状態を感知し、機械的冷蔵ユニット１０３をその能動的冷却モードで作動させ、ＰＣＭをその潜熱モードに再チャージし、商品温度および冷蔵構造１０１の周囲温度を所望の温度範囲内に維持する。
【００３７】
本明細書で開示および請求される装置および方法の全ては、本開示に照らして、過度の実験を伴うことなく、製造および実施されることができる。種々の実施形態が説明されたが、変形例が、本発明の概念、精神、および範囲から逸脱することなく、説明される実施形態に適用され得ることは、当業者によって理解される。より具体的には、特定の構成要素が、本明細書に説明される構成要素に追加されても、それと組み合わせられても、またはその代用にされてもよく、その際に、同一または類似の結果が達成されることは、明白である。当業者に明白である全てのそのような類似代用および改変は、添付の請求項によって定義されるような本発明の精神、範囲、および概念の内であると見なされる。故に、開示される特定の配列は、例証にすぎず、本発明の範囲に関する限定であるように意図されず、本発明の範囲は、添付の請求項およびその任意かつ全部の均等物の全ての範囲が与えられる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【国際調査報告】
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