業務用直立型冷凍庫の冷却不足を解決するにはどうすればよいですか?

業務用直立型冷凍機は、ケータリング、小売、医療といった業界における中核的な冷凍設備です。その冷却性能は、食材の鮮度、医薬品の安定性、そして運用コストに直接影響を及ぼします。庫内温度が設定温度より5℃以上高い状態が続く、庫内温度差が3℃を超える、あるいは冷却速度が著しく低下するといった冷却不足は、食材の腐敗や廃棄につながるだけでなく、コンプレッサーに長時間過負荷をかけ続けることになり、エネルギー消費量が30%以上増加する可能性があります。

1. 業務用直立型冷凍庫の冷却不足：問題の診断と運用への影響

調達担当者は、まず、冷却不足の症状と根本原因を正確に特定し、無駄なコストの無駄につながる盲目的な修理や機器の交換を回避する必要があります。

1.1 中核症状と運用リスク

冷却不足の典型的な兆候としては、以下のものが挙げられます。(1) 設定温度が-18℃の場合でも、実際の庫内温度は-10℃以上にしか下がらず、変動幅は±2℃を超える。(2) 上下層の温度差が5℃を超える（縦型冷凍庫では冷気が下降するため、「上層は暖かく、下層は冷たい」という問題が発生する傾向がある）。(3) 新しい食材を入れた後、設定温度まで冷却するのに4時間以上かかる（通常は2～3時間）。これらの問題は、直接的に以下の問題につながります。

• ケータリング業界: 新鮮な食材の保存期間が 50% 短縮され、細菌の増殖や食品安全上の危険のリスクが増大します。
• 小売業：冷凍食品の軟化・変形、顧客クレーム率の上昇、売れ残り廃棄率が8％を超える。
• ヘルスケア業界: 生物兵器およびワクチンの活性が低下し、GSP 保管基準を満たせなくなりました。

1.2 根本原因調査：設備から環境までの4つの側面

調達担当者は、重要な要素を見逃さないように、次の優先順位で原因を調査できます。

1.2.1 機器コアコンポーネントの故障（60%のケース）

① 蒸発器の霜詰まり：業務用の直立型冷凍庫の多くは空冷式です。蒸発器フィンの霜の厚さが5mmを超えると、冷気の循環が阻害され、冷却効率が40%低下します（ドアの開閉頻度が高く、湿度が高い場合によく発生します）。② コンプレッサーの性能低下：5年以上使用したコンプレッサーでは、吐出圧力が20%低下し、冷却能力が不足することがあります。③ 冷媒漏れ：経年劣化や振動による配管溶接部の損傷により、冷媒（R404A、R600aなど）が漏れ、冷却能力が急激に低下することがあります。

1.2.2 設計上の欠陥（20%のケース）

一部の低価格の直立型冷凍庫には、「シングル蒸発器＋シングルファン」の設計上の欠陥があります。 ①冷気は背面の1か所からのみ吹き出されるため、庫内の空気循環が不均一になり、上層の温度が下層よりも6～8℃高くなります。 ②蒸発器面積が不十分（例：1000L冷凍庫の蒸発器面積が0.8㎡未満）で、大容量の冷却ニーズを満たせません。

1.2.3 環境の影響（症例の15％）

① 周囲温度が高すぎる：冷凍庫をキッチンのコンロの近くや屋外の高温場所（周囲温度が35℃を超える）に置くと、コンプレッサーの放熱が妨げられ、冷却能力が15％～20％低下します。 ② 換気が悪い：冷凍庫の背面と壁の距離が15cm未満の場合、コンデンサーが効果的に放熱できず、凝縮圧力が上昇します。 ③ 過負荷：一度に保存した常温の材料が冷凍庫容量の30％を超えると、コンプレッサーが急速に冷却できなくなります。

1.2.4 不適切な人的操作（5%のケース）

例としては、ドアの開閉頻度が高い（1 日 50 回以上）、老朽化し​​たドア ガスケットの交換が遅れている（冷気の漏れ率が 10% を超える）、食材が密集して排気口が塞がれている（冷気の循環が妨げられている）などが挙げられます。

2. 冷却不足に対するコア技術ソリューション：メンテナンスからアップグレードまで

調達担当者は、さまざまな根本原因に基づいて、コスト効率と長期的な安定性を優先して、「修理と修復」または「技術的なアップグレード」のソリューションを選択できます。

2.1 デュアル蒸発器 + デュアルファン：大容量直立型冷凍庫に最適なソリューション

このソリューションは、「単一蒸発器の設計上の欠陥」と「大容量冷却のニーズ」に対応しており、機器のアップグレードまたは交換を行う調達担当者にとって重要な選択肢となっています。1200Lを超える業務用直立型冷凍庫（例：スーパーマーケットの冷凍庫、ケータリングのセントラルキッチンの冷凍庫）に適しています。

2.1.1 ソリューションの原理と利点

「上下2段蒸発器＋独立2ファン」設計：①上部蒸発器は庫内上部1/3を冷却し、下部蒸発器は下部2/3を冷却します。独立ファンが気流方向を制御し、庫内温度差を±1℃に低減します。②2段蒸発器の総放熱面積は、1段蒸発器（例：1500L冷凍庫の2段蒸発器の場合1.5㎡）より60％広く、冷却能力は35％向上し、冷却速度は40％加速します。③独立した2回路制御により、1段蒸発器が故障しても、もう1段が一時的に基本冷却を維持し、設備の完全停止を防ぎます。

2.1.2 調達コストと回収期間

デュアルエバポレーター搭載の直立型冷凍庫の調達コストは、シングルエバポレーター搭載モデルよりも15～25％高くなります（例：1500Lシングルエバポレーター搭載モデルは約8,000人民元、デュアルエバポレーター搭載モデルは9,500～10,000人民元）。しかし、長期的なリターンは大きく、以下のメリットがあります。①エネルギー消費量の20％削減（年間約800kWhの電力を節約。これは、産業用電力価格0.8人民元/kWhに基づくと、640人民元の電気代に相当します）。②原材料廃棄率が6～8％低下し、年間廃棄コストを2,000人民元以上削減。③コンプレッサー故障率が30％低下し、機器の耐用年数が2～3年延長（8年から10～11年）。投資回収期間は約1.5～2年です。

2.2 単一蒸発器のアップグレードとメンテナンス：小容量機器の費用対効果の高いオプション

1000L以下の縦型冷凍庫（コンビニエンスストアの小容量冷凍庫など）で、耐用年数が5年未満の場合は、以下の解決策で冷却不足を解消でき、冷凍機全体を交換した場合の1/5～1/3のコストで済みます。

2.2.1 蒸発器の清掃と改造

① 霜取り：「温風除霜」（機器の電源を切り、50℃以下の温風送風機で蒸発器フィンに吹き付ける）または「食品用除霜剤」（腐食防止）を使用します。霜取り後は冷却効率を90%以上に回復できます。② 蒸発器の拡張：既存の蒸発器面積が不足している場合は、専門メーカーにフィンの追加を依頼します（放熱面積を20%～30%増加）。費用は約500～800元です。

2.2.2 コンプレッサーと冷媒のメンテナンス

① コンプレッサーの性能試験：圧力計を用いて吐出圧力を確認します（R404A冷媒の通常の吐出圧力は1.8～2.2MPaです）。圧力が不足している場合は、コンプレッサーのコンデンサーを交換するか（費用：約100～200元）、バルブを修理します。コンプレッサーが老朽化している場合（使用期間が8年以上）、同じ出力の有名メーカーのコンプレッサー（例：Danfoss、Embraco）に交換します（費用：約1,500～2,000元）。② 冷媒補充：まず、漏れ箇所を特定し（配管の継ぎ目に石鹸水を塗布します）、標準量に従って冷媒を補充します（1,000L冷凍庫の場合、R404A冷媒を約1.2～1.5kg）。費用：約300～500元。

2.3 インテリジェントな温度制御と気流最適化：冷却安定性の向上

このソリューションは、上記の2つのソリューションと併用できます。技術的なアップグレードにより、人的介入が削減され、調達担当者が既存の機器を「インテリジェントに改造」するのに適しています。

2.3.1 デュアルプローブ温度制御システム

従来のシングルプローブサーモスタットを「デュアルプローブシステム」（上層と下層のそれぞれ1/3の高さに設置）に交換することで、キャビネットの温度差をリアルタイムで監視します。温度差が2℃を超えると、ファン速度を自動調整（上層ファンを加速、下層ファンを減速）し、温度均一性を40%向上させます。費用は約300～500人民元です。

2.3.2 エアアウトレットデフレクターの改造

縦型冷凍庫内に取り外し可能なデフレクタープレート（食品グレードのPP素材）を設置することで、背面からの冷気を両側に導き、冷気が直接下降することで発生する「上は暖かく、下は冷たい」現象を防ぎます。改造後、わずか100～200人民元の費用で、上層部の温度を3～4℃下げることができます。

3. 非技術的最適化：調達担当者のための低コスト管理戦略

機器の改造だけでなく、調達担当者は使用方法とメンテナンスを標準化することで、冷却不足の頻度を減らし、機器の耐用年数を延ばすことができます。

3.1 日常使用基準：3つの重要な実践

① ドアの開閉頻度と時間を制御する：ドアの開閉を 1 日 30 回以下、1 回の開閉時間を 30 秒以下に制限し、冷凍庫の近くに「すぐに取り出せる」よう注意書きを掲示します。 ② 適切な食材の保管：「軽いものは上に、重いものは下に、前には少なく、後ろに多く」の原則に従い、冷気の循環を妨げないように食材を通気口から 10cm 以上離します。 ③ 周囲温度の制御：冷凍庫は周囲温度が 25℃以下の換気の良い場所に置き、熱源（オーブン、ヒーターなど）から離し、冷凍庫の背面と壁の間を 20cm 以上離します。

3.2 定期メンテナンス計画: 四半期/年次チェックリスト

調達担当者は、メンテナンス チェックリストを作成し、運用およびメンテナンス担当者にその実施を委託することで、重要な手順が漏れないようにすることができます。

4. 調達予防：選定段階における不十分な冷却リスクの回避

新しい業務用直立型冷凍庫を購入する場合、調達担当者は 3 つの主要なパラメータに重点​​を置くことで、冷却源からの冷却不足を回避し、その後の変更コストを削減できます。

4.1 「容量 + アプリケーション」に基づいて冷却構成を選択する

① 小容量（≤800L、例：コンビニエンスストア）：コストと均一性のバランスをとるため、「シングルエバポレーター+デュアルファン」をオプションで選択できます。 ② 中大容量（≥1000L、例：ケータリング/スーパーマーケット）：冷却能力と温度差制御を確保するため、「デュアルエバポレーター+デュアル回路」を選択する必要があります。 ③ 特殊用途（例：医療用冷凍機、アイスクリーム保管）：追加要件として、「低温補償機能」（周囲温度≤0℃の場合に補助加熱を自動的に起動し、コンプレッサーの停止を防止）があります。

4.2 コアコンポーネントパラメータ: 3つの必須チェック指標

① 蒸発器：面積が「1000L容量で0.8㎡以上」の「アルミ管フィン蒸発器」（銅管より放熱効率が15％高い）を優先する。 ② 圧縮機：冷凍機に合わせた冷却能力（1000L冷凍機で冷却能力1200W以上）の「密閉型スクロール圧縮機」（例：ダンフォスSCシリーズ）を選定する。 ③ 冷媒：環境に優しいR600a（ODP値＝0、EU環境基準を満たす）を優先し、R22（段階的に廃止）を使用した旧機種の購入は避ける。

4.3 「インテリジェント早期警告」機能を備えたモデルの優先順位付け

購入時には、以下の機能を備えた機器を選定してください。(1) 温度異常警告（キャビネット温度が設定値より3℃を超えると、音と光で警告を発します。) (2) 故障自己診断（蒸発器故障の場合は「E1」、圧縮機故障の場合は「E2」などのコードを表示） (3) 遠隔監視（アプリで温度と運転状態を確認できます。) これらのモデルは調達コストが5～10%高くなりますが、突発的な冷却トラブルを90%削減し、運用・保守コストを削減します。

まとめると、業務用直立型冷凍庫の冷却不足を解決するには、「診断、解決策、予防」という「3 in 1」のアプローチが必要です。調達担当者は、まず症状から根本原因を特定し、次に機器の容量と耐用年数に基づいて「デュアルエバポレーターのアップグレード」、「コンポーネントのメンテナンス」、「インテリジェントな改造」のいずれかを選択し、最後に標準化されたメンテナンスと予防的な選定を通じて、安定した冷却性能とコストの最適化を実現する必要があります。短期的なコスト削減による運用損失の拡大を避けるため、デュアルエバポレーターのような長期的な費用対効果の高いソリューションを優先することをお勧めします。