(57)【要約】【課題】乾燥空気を用いて着霜を低減するにあたって、省エネルギー化を図ることができるショーケース冷却システムを提供する。【解決手段】ショーケース冷却システム１０は、ショーケース１１の内部を冷却するための冷凍機１２と、ショーケース１１が設置される室内に乾燥空気を供給する除湿空調機１３とを備える。除湿空調機１３は、冷凍機１２の排熱を除湿用の熱源として用いる。【選択図】    図１
2004150733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ショーケースの内部を冷却するための冷凍機と、前記ショーケースが設置される室内に乾燥空気を供給する除湿空調機とを備え、
前記除湿空調機は、前記冷凍機の排熱を除湿用の熱源として用いることを特徴とするショーケース冷却システム。
【請求項２】
前記除湿空調機は、前記冷凍機の排熱のみを除湿用の熱源として用いることを特徴とするショーケース冷却システム。
【請求項３】
前記除湿空調機は、前記冷凍機の負荷に応じて前記乾燥空気の供給量を調節する風量調節手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のショーケース冷却システム。
【請求項４】
前記除湿空調機は、前記乾燥空気の供給量に応じて前記乾燥空気の流れの向きを調節する風向調節手段を有することを特徴とする請求項３に記載のショーケース冷却システム。
【請求項５】
前記ショーケースは、側方に開放された陳列用の開口と、前記陳列用の開口の上部に配置される冷気の吹出口と、前記陳列用の開口の下部に配置される冷気の取込口とを有し、
前記除湿空調機は、前記陳列用の開口と前記室内の空間との間に前記乾燥空気を供給することを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれかに記載のショーケース冷却システム。
【請求項６】
前記除湿空調機は、前記冷気の吹出口及び前記冷気の取込口の少なくとも一方の近傍に配置され、前記乾燥空気を排出する乾燥空気の供給口を有することを特徴とする請求項５に記載のショーケース冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ショーケースの冷却システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ショーケースの冷却システムでは、ショーケースの冷気によって周辺の空気中の水分が冷却され、それがショーケースに取り込まれることで冷却部分などに霜が着きやすい。特に、陳列用の開口が常時開放されたオープンショーケースでは、通常運転時にも、周辺空気との状態差（温度差、湿度差）により、少なからず周辺の空気をケース内に巻き込んでいる。しかも、陳列商品の取り出しなど外乱が加わればその巻き込み量は増大する。このため、空気中の水分はケース内部や、ケース冷却コイル及び陳列商品への霜あるいは露という形で現れる。こうした着霜が生じると、冷却負荷の上昇、除霜運転、あるいは防露ヒータの運転などが必要となり、電力損失を招く。
【０００３】
ショーケースの着霜は、ショーケース周辺の空気を乾燥させることにより低減することが可能である。ショーケース周辺の空気を乾燥させる方法としては、除湿された乾燥空気を、ショーケースが配置された室内に供給する方法がある（例えば、特許文献１参照）。乾燥空気によって着霜を低減する技術では、除湿用の熱源として、ガスなどを補助熱源とする加熱機（ボイラやガスタービンなど）が用いられる場合が多い。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭６０−５８５９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
スーパーマーケットやデパートなどの食品を扱うフロアでは、全消費電力量のうちの多く（例えば約５０％）がショーケースの冷却システムで消費されている。また、ショーケース冷却システムは、通常、２４時間連続稼動される。そのため、ショーケース冷却システムのさらなる省エネルギー化が課題となっている。
【０００６】
本発明は、上述する事情に鑑みてなされたものであり、省エネルギー化を図ることができるショーケース冷却システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のショーケース冷却システムは、ショーケースの内部を冷却するための冷凍機と、前記ショーケースが設置される室内に乾燥空気を供給する除湿空調機とを備え、前記除湿空調機は、前記冷凍機の排熱を除湿用の熱源として用いることを特徴とする。
上記のショーケース冷却システムでは、ショーケースが設置される室内に乾燥空気を供給することにより、ショーケースの着霜が低減される。また、冷凍機の排熱を除湿用の熱源として用いることから、エネルギー利用の効率化が図られる。
【０００８】
この場合において、前記除湿空調機は、前記冷凍機の排熱のみを除湿用の熱源として用いてもよい。
除湿用の熱源を冷凍機の排熱のみにすることにより、熱に関して、システムの自己完結化が図られ、ボイラなどの他の熱源設備が不要となる。そのため、設備コストやエネルギーコストの低減化が図られる。
【０００９】
上記のショーケース冷却システムにおいて、前記除湿空調機は、前記冷凍機の負荷に応じて前記乾燥空気の供給量を調節する風量調節手段を有するのが好ましい。
冷凍機の負荷に応じて乾燥空気の供給量を調節することにより、ショーケースでの着霜が効果的に低減される。また、上述した熱に関するシステムの自己完結化が図られる。
【００１０】
この場合において、前記除湿空調機は、前記乾燥空気の供給量に応じて前記乾燥空気の流れの向きを調節する風向調節手段を有するのが好ましい。
乾燥空気の供給量に応じて乾燥空気の流れの向きを調節することにより、乾燥空気による着霜の低減効果を高めることが可能となる。
【００１１】
また、上記のショーケース冷却システムにおいて、前記ショーケースは、側方に開放された陳列用の開口と、前記陳列用の開口の上部に配置される冷気の吹出口と、前記陳列用の開口の下部に配置される冷気の取込口とを有し、前記除湿空調機は、前記陳列用の開口と前記室内の空間との間に前記乾燥空気を供給するとよい。
乾燥空気が陳列用の開口と室内空間との間に供給されることにより、陳列用の開口と室内空間とが乾燥空気によって隔離される。すなわち、低温、低湿度域であるショーケースの側と、高温、高湿度域である室内空間の側との間に、乾燥空気の層が形成され、この乾燥空気層が壁となることにより、ケース内への室内空気の巻き込みが抑制される。これにより、ケース内に取り込まれる空気の多くは乾燥空気となり、冷却用の空気に含まれる水分が確実に低減され、着霜が効果的に低減される。
【００１２】
この場合において、前記除湿空調機は、前記冷気の吹出口及び前記冷気の取込口の少なくとも一方の近傍に配置され、前記乾燥空気を排出する乾燥空気の供給口を有するとよい。
乾燥空気の供給口が、冷気の吹出口及び冷気の取込口の少なくとも一方の近傍に配置されることにより、上記乾燥空気の層が陳列用の開口と室内空間との間に確実に形成され、この乾燥空気層が壁となることにより、ケース内への室内空気の巻き込みが確実に抑制される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の一例について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係るショーケース冷却システムの実施の形態例を示す模式的な構成図である。この冷却システム１０は、ショーケース１１、ショーケース１１の内部を冷却するための冷凍機１２、及びショーケース１１が設置される室内に乾燥空気を供給するための除湿空調機１３等を備えている。
【００１４】
ショーケース１１は、断熱性の高い壁を含む本体２０、冷蔵食品や冷凍食品などの商品を陳列するための陳列棚２１、商品の出し入れ及び陳列用の開口２２、冷却用の空気を循環する冷気循環系２３、及びカーテン用の空気を循環するカーテンエア循環系２４等を有している。また、このショーケース１１では、陳列棚２１が上下方向に多段に配置されており、陳列用の開口２２は側方（陳列棚２１の前方）に開放されている。
【００１５】
冷気循環系２３は、循環ダクト３０、ファン３１、冷却器（蒸発器）３２、冷気の吹出口３３、及び冷気（冷風）の取込口３４等を有する。なお、冷却器３２は、冷凍機１２に接続されており、冷媒回路の一部を構成している。冷気の吹出口３３は、開口２２の上部に配置され、冷気の取込口３４は、開口２２の下部に配置されている。ファン３１は、取込口３４から取り込んだ空気を循環ダクト３０内で吹出口３３に向けて流動させる。冷却器３２は、循環ダクト３０内に配置されており、循環ダクト３０内を流れる空気を冷却する。冷却器３２によって冷却された空気（冷気）は、吹出口３３から取込口３４に向けて吹き出され、陳列棚２１の前面を下向きに流れた後、取込口３４に取り込まれる。冷気循環系２３では、このように冷気を循環させることにより、ショーケース１１の内部を冷却する。
【００１６】
カーテンエア循環系２４は、循環ダクト４０、ファン４１、エアの吹出口４２、及びエアの取込口４３等を有する。循環ダクト４０は、陳列棚２１に対して上記冷気循環ダクト３０の外側に配置されている。また、カーテンエアの吹出口４２は上記冷気の吹出口３３の外側に、カーテンエアの取込口４３は上記冷気の取込口３４の外側にそれぞれ配置されている。ファン４１は、取込口４３から取り込んだ空気を循環ダクト４０内で吹出口４２に向けて流動させる。吹出口４２から排出された空気は、開口２２の部分において、上記冷気の外側を下向きに流れ、その後、取込口４３に取り込まれる。カーテンエア循環系２４では、冷気循環ダクト３０の外側に配置された循環ダクト４０が断熱作用を示すとともに、開口２２において、冷気の流れの外側に別の空気の流れを形成することで、冷気漏れを抑制する。
【００１７】
冷凍機１２は、上記冷却器（蒸発器）３２、及び冷却塔（凝縮器）５０等を含み、冷凍サイクルを構成する冷媒回路５１を有する。なお、冷媒回路５１は、一の冷凍サイクルからなるタイプでもよく、二以上の冷凍サイクルを組み合わせたタイプでもよい。熱の移動に携わる冷媒としては、水、アンモニア、フロン系冷媒など、公知の様々な冷媒が適用可能である。
【００１８】
冷媒回路５１では、ショーケース１１内に設置された冷却器３２において、冷媒が蒸発する際、その蒸発潜熱によって周囲から熱を吸収するとともに、冷却塔（凝縮器）５０において、冷媒の凝縮に伴って熱を放出する。また、本例のショーケース冷却システム１０では、冷媒回路５１が除湿空調機１３に接続されており、上述した凝縮に伴う熱（排熱）の少なくとも一部が除湿空調機１３の熱源（再生熱源）として用いられる。
【００１９】
除湿空調機１３は、ショーケース１１が設置される室内の空気を取り込み、除湿した乾燥空気を室内に戻すものである。除湿空調機として、本例では、デシカント空調機が用いられている。
【００２０】
デシカント空調機は、乾燥剤（デシカント）によって除湿を行うものであり、過冷却を必要としないことから除湿に関してエネルギー効率が高いという利点がある。乾燥剤としては、塩化リチウム、臭化リチウム、トリエチレングリコールなどの液体タイプの他に、シリカゲルやゼオライト系のものを用いた固体タイプなどがある。なお、本発明において、デシカント空調機に限らず、他の除湿空調機を用いてもよい。
【００２１】
図２は、本例の除湿空調機１３（デシカント空調機）の構成を模式的に示す図である。除湿空調機１３は、除湿処理側と再生側とに分かれた空気通路６０，６１、除湿剤を付着させた除湿ロータ６２、放熱器６３、及び顕熱を熱交換する顕熱交換器６４等を有している。また、この他に、フィルタ、ファン等を適宜有している。
【００２２】
室内から取り込まれた空気は、除湿処理側の空気通路６０を流れ、除湿ロータ６２によって除湿される。その後、顕熱交換器６４によって室温程度に冷却され、乾燥空気として室内に戻る。一方、再生側の空気通路６１を流れる再生用空気は、顕熱交換器６４を通過した後、放熱器６３によって加熱され、その後、除湿ロータ６２と熱交換して除湿ロータ６２を再生する。本例では、放熱器６３の熱源として、上記冷凍機１２の排熱が用いられている。
【００２３】
具体的には、放熱器６３は、上記冷凍機１２（図１参照）に接続されており、冷媒回路５１の一部を構成している。放熱器６３には、不図示の圧縮機で圧縮された高温（約８０〜１００℃）の冷媒が流れ、その熱によって加熱された再生用空気によって除湿ロータ６２が再生される。
【００２４】
図１に戻り、除湿空調機１３は、ショーケース１１の陳列用の開口２２の下方でありかつ、冷気の取込口３４の下方に配置される乾燥空気の供給口７０を有しており、この供給口７０を介して、冷気の取込口３４に向けて乾燥空気を供給し、これにより、陳列用の開口２２と室内空気との間に乾燥空気を供給する。
【００２５】
乾燥空気が開口２２と室内空間との間に供給されることにより、開口２２と室内空間とが乾燥空気によって隔離される（乾燥空気のゾーニング）。すなわち、低温、低湿度域であるショーケース１１の側と、高温、高湿度域である室内空間の側との間に、乾燥空気の層が形成され、この乾燥空気層が壁となることにより、ケース１１内への室内空気の巻き込みが抑制される。しかも、乾燥空気の供給口７０が、冷気の取込口３４の近傍に配置されることから、上記乾燥空気の層が開口２２と室内空間との間に確実に形成される。また、乾燥空気は冷気に比べて高温であることから、供給口７０から排出された乾燥空気は上昇しながら冷気の取込口３４にその一部が取り込まれる。これらにより、ケース１１内に取り込まれる空気の多くは乾燥空気となり、冷却用の空気に含まれる水分が確実に低減され、着霜が効果的に低減される。
【００２６】
このように、本例のショーケース冷却システム１０では、局所的に供給された乾燥空気により、ショーケース１１での着霜が効果的に低減される。そして、着霜の低減により、冷却負荷の低減化や、除霜運転あるいは防露ヒータの運転の不要化（あるいは低減化）が図られる。
【００２７】
また、本例のショーケース冷却システム１０では、冷凍機１２の排熱を除湿用の再生熱源として用いることから、乾燥空気を用いて着霜を低減する場合にあって、そのエネルギー利用の効率化が図られる。すなわち、排熱利用により、省エネルギー化を図ることができる。
【００２８】
ここで、ショーケース１１が設置された室内は通常、空調されていることから、室外気と比べると乾燥している場合が多い。そのため、冷凍機１２の排熱は８０℃程度かつ少量であるものの、その排熱のみを利用して除湿ロータ６２（図２参照）を再生することが可能である。特に、本例のように、乾燥空気をショーケース１１付近に対して局所的に供給し、ショーケース１１での着霜を効果的に低減することで、より確実に、除湿用の再生熱を排熱のみとすることができる。
【００２９】
再生熱源を冷凍機１２の排熱のみにすることにより、熱に関して、システムの自己完結化が図られ、ボイラなどの他の熱源設備が不要となる。そのため、さらなるエネルギー利用の効率化とともに、設備コストやエネルギーコストの低減化を図ることができる。
【００３０】
図３（ａ）及び（ｂ）は、ショーケース１１の開口２２における乾燥空気の流れの様子を模式的に示している。本例では、冷凍機１２（図１参照）の負荷に応じて乾燥空気の供給量とその流れの向きが調節される。乾燥空気の供給量は、例えば、除湿空調機１３（図１参照）の不図示のファン（風量調節手段）によって調節され、乾燥空気の風向は乾燥空気の供給口７０に設けられたルーバ（風向調節手段）７５によって調節される。
【００３１】
冷凍機の負荷が大きい場合、本例では、図３（ａ）に示すように、乾燥空気の供給量を増やすとともに、エアカーテンに沿って乾燥空気が流れるようにルーバ７５を介して風向を調節する。これにより、開口２２の広い領域が乾燥空気によってゾーニングされ、冷気漏れが強く低減されるとともに、水分を多く含む空気が冷気の取込口３４に進入するのが強く抑制される。
【００３２】
一方、冷凍機の負荷が小さい場合、本例では、図３（ｂ）に示すように、乾燥空気の供給量を減らすとともに、冷気の取込口３４に向けて乾燥空気が流れるようにルーバ７５を介して風向を調節する。すなわち、冷凍機の負荷が大きい場合に比べて、風向を冷気の取込口３４側に傾ける。これにより、乾燥空気が積極的にショーケース１１（冷気の取込口３４、及びカーテンエアの取込口４３）に取り込まれ、循環空気の水分が確実に低減される。
【００３３】
例えば、ショーケースが設置される店内において、客が多い日中は、夜間に比べて、冷凍機の負荷が大きくなりやすい。冷凍機の負荷が大きくなると、冷凍機の排熱量が多くなり、除湿空調機の除湿処理能力が向上する。この場合、客が多い日中は、夜間に比べて、店内の湿度が上昇しやすいものの、乾燥空気の供給量を増やすことにより、着霜を効果的に低減することが可能となる。逆に、夜間は負荷の減少に伴い、除湿空調機の除湿処理能力が低下するものの、乾燥空気の供給量は少なくても、着霜の低減が可能である。
【００３４】
このように、本例では、冷凍機の負荷に応じて乾燥空気の供給量や風向を調節することにより、ショーケース１１での着霜が効果的に低減される。
【００３５】
また、冷凍機の負荷に応じて乾燥空気の供給量を調節することにより、上述した熱源に関するシステムの自己完結化がより確実に図られる。
【００３６】
なお、供給量や風向の調節方法は上述したものに限らず、効果的な他の方法に変更可能である。また、乾燥空気の供給量や風向に加え、乾燥空気の風速を調節してもよい。
【００３７】
図４は、本発明に係るショーケース冷却システムの他の実施の形態例を示す模式的な構成図である。なお、図４において、先の図１に示した実施例と同一の機能を有するものは同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。また、符号１００は冷却システム、１０１は除湿空調機、１０２は乾燥空気の供給口である。
【００３８】
本例の冷却システム１００は、先の図１に示した例と異なり、除湿空調機１０１における乾燥空気の供給口１０２が、ショーケース１１の陳列用の開口２２の上方でありかつ、冷気の吹出口３３及びエアの吹出口４２の上方に配置されている。また、除湿空調機１０１は、この供給口１０２を介して、陳列用の開口２２と室内空気との間に乾燥空気を供給する。なお、乾燥空気の供給口１０２には、先の図３に示した風向調節手段としてのルーバ（不図示）が設けられ、冷凍機１２の負荷に応じて乾燥空気の供給量とその流れの向きが調節されるのが好ましい。
【００３９】
本例の冷却システム１００において、乾燥空気が開口２２と室内空間との間に供給されることにより、開口２２と室内空間との間に乾燥空気の層が形成され、この乾燥空気層が壁となって、ケース１１内への室内空気の巻き込みが抑制される。また、乾燥空気の供給口１０２が、冷気の吹出口３３及びエアの吹出口４２の近傍に配置されることから、上記乾燥空気の層が開口２２と室内空間との間に確実に形成される。しかも、冷気の吹出口３３の上方から乾燥空気を供給することから、冷気の重さの影響を受けることなく、乾燥空気の層を容易に形成できるという利点がある。これらにより、本例の冷却システム１００においても、ケース１１内に取り込まれる空気の多くは乾燥空気となり、冷却用の空気に含まれる水分が確実に低減され、着霜が効果的に低減される。
【００４０】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のショーケース冷却システムによれば、冷凍機の排熱を除湿用の熱源として用いることにより、省エネルギー化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るショーケース冷却システムの実施の形態例を示す模式的な構成図である。
【図２】除湿空調機（デシカント空調機）の構成を模式的に示す図である。
【図３】ショーケースの開口における乾燥空気の流れの様子を模式的に示しており、（ａ）は冷凍機の負荷が大きい場合、（ｂ）は冷凍機の負荷が小さい場合をそれぞれ示す図である。
【図４】本発明に係るショーケース冷却システムの他の実施の形態例を示す模式的な構成図である。
【符号の説明】
１０、１００…ショーケース用冷却システム、１１…ショーケース、１２…冷凍機、１３、１０１…除湿空調機、２２…開口、３２…冷却器（蒸発器）、３３…冷気の吹出口、３４…冷気の取込口、４２…カーテンエアの吹出口、４３…カーテンエアの取込口、５１…冷媒回路、６２…除湿ロータ、６３…放熱器、６４…顕熱交換器、７０、１０２…乾燥空気の供給口、７５…ルーバ（風向調整手段）。
【図１】
2004150733.tif 000003
【図２】
2004150733.tif 000004
【図３】
2004150733.tif 000005
【図４】
2004150733.tif 000006