CN1146338C - 商品陈列柜冷却装置 - Google Patents

Abstract

一种商品陈列柜冷却装置，设置在商品陈列柜群组和冷冻机之间对两者进行控制的综合控制器由运转率、压力设定值和转动数指令三个演算部构成，运转率演算部求在上一个一定时间电磁阀的运转率；压力设定值演算部根据电磁阀运转率求在下一个一定时间对吸入制冷剂压力的设定值；转动数指令演算部根据吸入制冷剂压力的设定值和实际压力间的差求在下一个一定时间里对压缩机的转动数指令，可综合且合理地控制商品陈列柜和冷冻机，节能，易于维修。

Description

商品陈列柜冷却装置

本发明涉及通过综合且合理地控制构成冷冻循环的商品陈列柜和冷冻机从而实现商品的高鲜度管理和节能等的商品陈列柜冷却装置。

参照图15～图18来说明已有的实施例。图15是表示已有实施例结构的方框图。已有实施例大致由商品陈列柜群组1和冷冻机6构成。就商品陈列柜群组1而言，全部商品陈列柜1A、1B、1C...(以下用1A...表示)并排放置在店铺内成为一个群组，各商品陈列柜1A...分别由蒸发器2A...、对流向蒸发器2A...的制冷剂的开关状态进行控制的商品陈列柜用控制器34A...、作为开关制冷剂流量的操作端的图中未示出的电磁阀、以及测定商品陈列柜吹出空气的温度的温度传感器14A...构成。在这里，作为商品陈列柜内的温度测定地点，之所以选择空气吹出的地方，一则因此处不受收纳商品量的多寡的影响，二则因此处是基于控制的温度变化最先出现的地方，所以易于控制。另一部分的冷冻机6由压缩机9、冷凝器31、测定压缩机9的吸入制冷剂压力的低压用压力传感器7，以及根据测定的压力值和其设定值间的偏差对压缩机进行开关控制的冷冻机用控制器12构成。

各蒸发器2A...相互并列连接，在上述并列连接的蒸发器上并排连接压缩机9和冷凝器31，由此构成冷冻循环。各控制器34A...分别根据从对应的温度传感器14A得到的温度信号和其设定值间的偏差，对流向所对应的蒸发器2A...的制冷剂的流量进行开关控制。制冷剂从压缩机9经冷凝器31之后分流进各蒸发器2A...，或受阻之后返回压缩机9，如此循环。在这里，正如简图所示，表示的是为了使各控制器34A...的控制信号输入到所对应的蒸发器2A...的前端从而对其制冷剂的流量进行开关控制的情况(详细请参考图16)。

图16是详细示意已有实施例的冷冻循环结构的方框图。上述冷冻循环，由内藏在冷冻机6内的压缩机9及冷凝器31、内藏在各商品陈列柜1A...内的蒸发器2A...、所对应的电磁阀33A...及温度膨胀阀32A...构成。

在商品陈列柜1A...中，上述冷冻循环的控制动作是，根据吹出空气温度的设定值与温度传感器14A...(参照图15)的测定值间的偏差，经控制器34A...、对流向蒸发器2A...的制冷剂的流量进行开关控制。也就是说，在偏差为正(测定值≥设定值)时，打开电磁阀33A...(开)，而偏差为负(测定值＜设定值)时，关闭电磁阀33A...(关)，如此开关向蒸发器2A...的制冷剂的流量。在冷冻机6中，根据压缩机9的吸入制冷剂压力的设定值和由压力传感器7测定的测定值间的偏差，经控制器12对压缩机9的运转进行开关控制。即，压力测定值大于、等于设定值或小于设定值时，打开或关闭压缩机9。当然，由于是开关控制，所述的设定值实际上由上限、下限的各设定值构成。

下面参照图17的时间图来说明已有商品陈列柜冷冻循环的动作。在上述图中，

(1)在时间点①，由于根据图中未示出的温度传感器14A得到的商品陈列柜1A的吹出空气温度的测定值都在设定值(下限)以下，故经图中未示出的控制器34A，将电磁阀33A关闭(关)。此时，由于根据图中未示出的压力传感器得到的吸入制冷剂的压力的测定值在设定值(下限)以下，故停止压缩机，吹出空气温度处于上升趋势。

(2)在时间点②，由于商品陈列柜1A的吹出空气温度上升以至超过了设定值(上限设定值)，故将电磁阀33A打开(开)。与此同时，由于吸入制冷剂的压力的测定值上升到设定值(上限)以上，故压缩机开始运转。此后，商品陈列柜1B、1C的吹出空气温度顺次上升到设定值(上限)以上，所以电磁阀33B、33C打开。从而，商品陈列柜1A...被冷冻机冷却，各吹出空气温度下降。

(3)在时间点③，由于商品陈列柜1 A的吹出空气温度低于设定值，电磁阀33A转为关闭状态，继而电磁阀33B、33C顺次变为关闭状态。

(4)在时间点④，所有的电磁阀均呈关闭状态，进行把处于蒸发器2A...和冷冻机之间的制冷剂回收到冷冻机的所谓低压侧抽空作业。作为其结果，

(5)在时间点⑤，吸入制冷剂的压力的测定值下降到设定值(下限)以下，压缩机停止运转。

图18(a)、(b)分别表示有关压缩机的运转、停止及商品陈列柜的吹出空气温度的时间变化的情况。图18(a)表示压缩机继续运转、停止(开、关)的情况；图18(b)表示吹出空气温度以设定值为中心上下变动的情况。在图中，省略了表示各设定值的上下限。

已有的冷冻循环存在如下的问题：

(1)冷冻机是根据压力传感器的测定值、商品陈列柜1A...是根据温度传感器14A...的测定值分别独立地进行控制的，而不是以互相间交换压力传感器和温度传感器的各测定值来控制，故而在综合且合理地控制由商品陈列柜和冷冻机构成的商品陈列柜冷冻循环，充分、高效地进行运转方面存在若干问题。

(2)由于冷冻机一般是以夏季的所需负荷为基准选定其容量的，在其它季节，冷冻机能力比之商品陈列柜负荷变得过大，故存在以下问题：一是产生无用的电消耗，成为低效率运转；二是由于压缩机的运转或停止的频度变高，商品陈列柜的吹出空气的变动幅度变大。

(3)商品陈列柜经设置并初期调整后，由于负荷变动和环境变化等原因发生冷却状况变坏的情况时，有必要对商品陈列柜吹出空气温度的设定值进行手动调整，其设置后的维修很麻烦。

(4)由于除霜后的复原冷却(拉低温)需要时间，在此时间内有可能造成商品的新鲜度下降。

(5)因为根据吹出空气温度使与之对应的商品陈列柜运转，所以有可能发生所有的商品陈列柜同时运转，也就是商品陈列柜群组一起运转的情况。因而，是假设在夏季的高峰负荷期商品陈列柜组全部运转的情况下，选定冷冻机的容量的。其结果，被选定的冷冻机实际上具有容量过大乃至成本过大的倾向。

本发明的目的在于克服已有技术存在的以上问题点，提供一种可以综合且合理地控制构成冷冻循环的商品陈列柜及冷冻机，实现商品的高鲜度管理及节能、便于维修、且使冷冻机的容量合理化的商品陈列柜冷却装置。

本发明由以下部分构成：一个或两个以上商品陈列柜，所述商品陈列柜根据主机体内规定地点的空气温度比如吹出地点或商品收纳地点的空气温度与其设定值间的偏差，经电磁阀对流向蒸发器的制冷剂的流量进行开关控制；与上述商品陈列柜构成冷冻循环的共用冷冻机；对这些商品陈列柜及冷冻机进行控制的综合控制器。上述综合控制器由下述(1)、(2)、(3)之一构成。

(1)包括：每隔一定时间就要计算在上一个一定时间电磁阀打开时间所占比例的电磁阀运转率的运转率演算部；根据得出的电磁阀运转率，计算内藏在冷冻机侧的变换器(inverter)、压缩机在下一个一定时间对吸入制冷剂压力的设定值的压力设定值演算部；根据求出的吸入制冷剂压力的设定值与实际压力间的偏差，计算在下一个一定时间对变换器(inverter)、压缩机的转动数指令的转动数指令演算部。

(2)包括：每隔一定时间就要计算在上一个一定时间各电磁阀反复打开，使制冷剂的流量处于打开状态时，在所对应的商品陈列柜主机体内所规定地点的空气温度的平均下降速度的温度下降速度演算部；根据所求的各空气温度的平均下降速度，计算内藏在冷冻机内的变换器(inverter)、压缩机在下一个一定时间里对吸入制冷剂压力的设定值的压力设定值演算部；根据所求的吸入制冷剂压力的设定值和实际压力间的偏差，计算在下一个一定时间里对变换器(inverter)、压缩机的转动数指令的转动数指令演算部。

(3)包括：每隔一定时间就要计算在上一个一定时间内各电磁阀处于反复开关状态时的平均开关周期的开关周期演算部；根据所求的各电磁阀的平均开关周期，计算内藏在冷冻机内的变换器(inverter)、压缩机在下一个一定时间对吸入制冷剂压力的设定值的压力设定值演算部；根据所求的吸入制冷剂压力的设定值与实际压力间的偏差，计算在下一个一定时间对变换器(inverter)、压缩机的转动数指令的转动数指令演算部。

另外，本发明最好如下构成：即，设置在除霜模式运转结束后到全部商品陈列柜的吹出空气温度或商品收纳处的温度降到设定值以下为止，对冷冻机的变换器(inverter)、压缩机发出所规定的高转动数指令的高转动数指令部，或设置根据全部商品陈列柜共同的收纳商品的种类，为压力设定值演算部预先规定压力设定的初始值的初始值设定部。

另外，本发明包括：根据吹出空气的温度和其设定值间的偏差，经电磁阀对流向蒸发器的制冷剂流量进行开关控制的一个或两个以上商品陈列柜；在由与所述商品陈列柜一起构成冷冻循环的共用冷冻机组成的商品陈列柜冷却装置中，测定各商品陈列柜商品收纳处的温度的温度传感器；根据其测定温度，对吹出空气温度的设定值进行修正的温度设定值修正部。

本发明还可如下构成：在规定数以上的电磁阀必须呈打开状态时，①或在已处于打开状态的电磁阀中的任何一个成为关闭状态之前，不打开所规定数目的电磁阀而是保留在关闭状态；②或按其中商品收纳处温度接近设定值的顺序，把商品陈列柜的电磁阀停止在关闭状态；③或按在其中预先设定的优先顺序把商品陈列柜的电磁阀停止在关闭状态；④或按其中实际运转率低的顺序，把电磁阀停止在关闭状态。上述几种情况均应设置将同时处于打开状态的电磁阀控制在不足所规定的数目之内的运转台数限制部。

在本发明中，综合控制器的运行情况如下：①或通过运转率演算部，每隔一定时间计算在上一个一定时间电磁阀打开时间所占比例的电磁阀运转率；②或通过温度下降速度演算部，每隔一定时间计算在上一个一定时间各电磁阀反复打开使制冷剂的流量处于开状态时，在所对应的商品陈列柜的主机体内规定处的空气温度的平均下降速度；③或通过开关周期演算部，每隔一定时间计算在上一个一定时间内各电磁阀处于反复开关状态时的平均开关周期，由此来计算商品陈列柜的负荷条件。然后，由压力设定值演算部，根据上述电磁阀运转率、空气温度的平均下降速度和/或平均开关周期，也就是商品陈列柜的负荷条件，求内藏在冷冻机侧的变换器(inverter)、压缩机在下一个一定时间对吸入制冷剂压力的设定值。再由转动数指令演算部，根据上述吸入制冷剂压力的设定值和实际压力间的偏差，求出下一个一定时间的转动数指令。通过所述最后求得的转动数指令可以使变换器(inverter)、压缩机转动。这样，通过收集有关基于商品陈列柜侧的电磁阀的运转及温度情况而假定的有关商品陈列柜负荷的信息和有关冷冻机侧的变换器(inverter)、压缩机对吸入制冷剂压力的信息，灵活地对应周围温度、湿度等环境的变化，使商品陈列柜负荷近似相等于冷冻机的冷冻能力，对冷冻机的运转进行综合且合理的控制。

本发明还可以通过温度设定值修正部，根据各商品陈列柜的商品收纳处的测定温度即商品的实际冷冻情况，修正吹出空气温度的设定值。

本发明也可以通过高转动数指令部，在除霜运转结束后，对变换器(inverter)、压缩机分别发出所规定的高转动数指令，直到所有商品陈列柜的吹出空气温度降到其设定值以下或商品收纳处的温度降到其设定值以下为止。进而，通过初始值设定部，根据所有商品陈列柜里共同的收纳商品的种类，对压力设定值演算部预先设定压力设定的初始值。

若规定数以上的电磁阀同时成为打开状态时，本发明可以通过设在综合控制器前部的运转台数限制部，用下述①～④中的任意一种方法把同时处于打开状态的电磁阀控制在规定数以内。

①在处于打开状态的电磁阀中的任意一个成为关闭状态之前，不打开所规定数目的电磁阀而是停留在关闭状态；

②在应同时成为打开状态的电磁阀中，按商品收纳处的温度接近其设定值的顺序，把商品陈列柜的电磁阀停留在关闭状态；

③在应同时成为打开状态的电磁阀中，按预先规定的优先顺序把商品陈列柜的电磁阀停留在关闭状态；

④在应同时成为打开状态的电磁阀中，按实际运转率低的顺序把电磁阀停留在关闭状态。

附图的简要说明如下：

图1是表示本发明涉及的第一实施例的结构的方框图。

图2是表示冷冻机能力、商品陈列柜负荷、耗电量与压力设定值的关系图。

图3表示四季各值的变化情况，(a)是周围温度、湿度的变化图，(b)是压力设定值的变化图，(c)是冷冻能力、商品陈列柜负荷的变化图。

图4表示各值的时间变化情况，(a)是压缩机吸入制冷剂压力的时间图，(b)是压缩机转动数的时间图，(c)是吹出空气温度的时间图。

图5是表示与压力设定值的变化有关的压力设定值/商品陈列柜运转率的对应图。

图6是表示综合控制器的第一变形例的方框图。

图7是表示综合控制器的第二变形例的方框图。

图8是表示综合控制器的第三变形例的方框图。

图9是表示与压力设定值的变化有关的压力设定值/吹出空气温度下降速度的对应图。

图10是表示与压力设定值的变化有关的压力设定值/电磁阀开关周期的对应图。

图11是表示压力设定的初始值/收纳商品种类的对应图。

图12是表示压缩机转动数指令演算部和冷冻机的结构的方框图。

图13是表示第二实施例的结构的方框图。

图14是表示与吹出空气温度设定值的修正有关的吹出空气温度设定值/商品收纳处温度的对应图。

图15是表示已有实施例结构的方框图。

图16是详细说明已有实施例的冷冻循环结构的方框图。

图17是表示已有实施例的冷冻循环动作的时间图。

图18是表示已有实施例的各值在时间上的变化，(a)是压缩机的起动、停止的时间图，(b)是吹出空气温度的时间图。

下面参照附图详细说明本发明的实施例。

作为本发明的实施形式，参照图1所示结构的方框图对第一实施例进行说明。在图1中，在同已有实施例相同的商品陈列柜群组1和冷冻机6之间，新设置有用于综合且合理地控制上述二者的综合控制器34。所述综合控制器34，由运转率演算部3、压力设定值演算部4和转动数指令演算部5构成。

运转率演算部3，每隔一定时间就要计算在上一个一定时间各电磁阀33A...(参照图16)打开时间所占比例的电磁阀运转率。压力设定值演算部4，根据所求的电磁阀运转率，计算在下一个一定时间里在冷冻机6侧通过变换器8运转的压缩机9对吸入制冷剂压力的设定值(变化)。转动数指令演算部5，根据所求的吸入制冷剂压力的设定值和实际压力间的偏差，计算在下一个一定时间里对压缩机9的转动数指令(变化)。

下面参照图2～图5，说明压力设定值演算部4的技术含义。图2是冷冻机能力·商品陈列柜负荷·耗电量与(压缩机吸入制冷剂的)压力设定值的关系图。横轴表示压力设定值，纵轴表示冷冻机能力·商品陈列柜负荷·耗电量。冷冻机能力和耗电量都随压力设定值的上升而减少。在这里，冷冻机能力随周围温度的高低(也就是以周围温度为参数)向箭头方向也就是右上、左下的方向变化。商品陈列柜负荷随周围温度、湿度的高低向箭头方向也就是上、下的各方向变换，但商品陈列柜负荷与压力设定值无关，是固定的。从以上可以得到的结论是，不会使为冷却商品陈列柜所消耗的电量处于过量或不足状态，有效的、也可以说是所必需的最低限度的压力设定值是冷冻机能力＝商品陈列柜负荷这一关系成立时的压力设定界限值。

上述压力设定界限值，随着冷冻机的周围温度和商品陈列柜的周围温度、湿度的变化而变化。图3表示四季各值的变化情况，(a)是周围温度、湿度的变化图，(b)是压力设定值的变化图，(c)是冷冻能力及商品陈列柜负荷的变化图。如图3(a)所示，虽然冷冻机的周围温度随四季而做正弦曲线变动，但是由于商品陈列柜设置在空调效果好的室内，因此与冷冻相比其周围温度和湿度在整个四季大致是固定的。如图3(b)实线所示，若压力设定值按四季变化(变更)成上述界限值，则如图3(c)实线所示，冷冻机能力在整个四季大致固定，而且与在整个四季同样大致固定的商品陈列柜负荷相比，其设定值略高。尽管商品陈列柜负荷如上述所述根据周围温度、湿度(随四季)有些变化，但因其变化程度较小，故以固定值作了图示。如图3(b)作为参照的虚线所示，如果压力设定值在整个四季取定值，则如图3(c)虚线所示，冷冻机能力随四季而变化。

总而言之，如图3(c)所示，作为结论就是将耗电量设定为所必需的最小限度的最适当的压力设定值、即压力设定界限值被设定为夏天小，冬天大，春秋居中。在图2中，冷冻机能力/压力设定值线，在夏季冷冻机周围温度升高时向左下方向转变；商品陈列柜负荷/压力设定值线，在整个四季商品陈列柜周围温度、湿度大致固定，因此其交点向左方向(压力设定值小的方向)转变；相反到了冬季，因同样的理由其交点向右方向(压力设定值大的方向)转变。

这样，为了将耗电量控制在所必需的最小限度而适当变化压力设定值，最好能够掌握各环境条件下的冷冻机能力和商品陈列柜负荷，但实际上测定这些数据值是相当困难的。因此，实际上是参照冷动机能力和商品陈列柜负荷的平衡情况来判断冷冻机能力是不足还是合适或是过剩，并据此变换最合适的压力设定值。还可以根据商品陈列柜的电磁阀运转率来判断冷动机能力和商品陈列柜负荷的平衡状况。即，电磁阀的运转率低时，相对于商品陈列柜负荷冷冻机能力过剩；电磁阀的运转率高时，相对于商品陈列柜负荷冷冻机能力不足；电磁阀的运转率合适时，相对于商品陈列柜负荷冷动机能力适当，据此可分别做出上述判断。另外，对电磁阀运转率是高、是低、还是合适的判断有赖于经验。对此将在下面说明。

图5是与压力设定值的变化有关的压力设定值/商品陈列柜运转率的对应图。这是用于改变压力设定值的经验规则。此内容的实施在图1的压力设定值演算部4中进行。即，

(1)如至少一台商品陈列柜(电磁阀)的运转率在90％以上的话，则判断为冷冻机能力不足，将压力设定值下降(改变)为0.01MPa(0.1kg/cm²)以使冷冻机能力增加。

(2)如全部商品陈列柜(电磁阀)的运转率在40％～90％的话，则判断为冷冻机能力适中，维持压力设定值不变。

(3)如商品陈列柜(电磁阀)的运转率全部在90％以下，而且至少一台在40％以下的话，则判断为冷冻机能力过剩，将压力设定值提高(改变)为0.01MPa以降低冷冻机能力。

另外，除上述根据商品陈列柜的电磁阀运转率来判断冷冻机能力和商品陈列柜负荷的平衡状况的方法外，还可采用下面的方法。即，可根据电磁阀反复处于打开状态使制冷剂的流量处于打开状态时，与之相对应的商品陈列柜主机体内规定处的空气温度的平均下降速度来进行判断；还可根据电磁阀反复处于开关状态时的平均开关周期来进行判断。对上述判断方法做如下说明。

所谓根据商品陈列柜主机体内规定处的空气温度的平均下降速度判断冷冻机能力和商品陈列柜负荷的平衡状况的方式，采用图6中的综合控制器34X。所述综合控制器34X是图1中综合控制器34的第一变形例，取代综合控制器34中的电磁阀运转率演算部3，采用温度下降速度演算部3X。所述温度下降速度演算部3X，根据各商品陈列柜的电磁阀运转信号和吹出空气的温度信号，每隔一定时间计算在上一个一定时间内各电磁阀反复处于打开状态使制冷剂的流量处于打开状态时所对应的商品陈列柜吹出空气温度的平均下降速度。另外，可以取代吹出空气温度信号，根据商品收纳处的空气温度信号计算平均下降速度。

根据吹出空气温度的平均下降速度大小，可以判断出冷冻机能力对于商品陈列柜负荷是过剩还是不足。其判断可以基于图9所示的经验规则进行。图9是与压力设定值的变更相关的压力设定值/吹出空气温度下降速度的对应图，所述内容的实施在图6的压力设定值演算部4中进行。即，

(1)如果一台的下降速度在其下限值以下，则判断为冷冻机能力不足，下降压力设定值以使冷冻机能力提高。

(2)如所有商品陈列柜的下降速度都在设定范围之内，则判断为冷冻机能力适当，维持压力设定值不变。

(3)如果一台的下降速度在上限值以上，则判断为冷冻机能力过剩，提高压力设定值以使冷冻机能力减少。

所谓根据商品陈列柜电磁阀反复处于开关状态时的平均开关周期判断冷冻机能力和商品陈列柜负荷的平衡状况的方式，采用图7的综合控制器34Y。它是图1中综合控制器34的第二变形例，取代综合控制器34中的电磁阀运转率演算部3，采用开关周期演算部3Y。所述开关周期演算部3Y，根据各商品陈列柜电磁阀运转信号，可以每隔一定时间计算在上一个一定时间内各电磁阀反复处于开关状态时的平均开关周期。

根据平均开关周期的大小，可以判断对于商品陈列柜负荷冷冻机能力是过剩还是不足，其判断可以按照图10所示的经验规则进行。图10是与压力设定值的变更有关的压力设定值/电磁阀的开关周期对应图，该内容由图6的压力设定值演算部4实施。即，

(1)如果一台的开关周期在其上限值以上，意味着冷却上需要更多的时间，则判断为冷冻机能力不足，下降压力设定值以使冷冻机能力提高。

(2)如所有的商品陈列柜的开关周期都在设定范围之内，则判断为冷冻机能力适中，维持压力设定值不变。

(3)如果一台的开关周期在其下限值以下，意味着在短时间里就可以进行冷却，则判断为冷冻机能力过剩，提高压力设定值以使冷冻机能力降低。

然而，判断冷冻机能力对商品陈列柜的负荷是过剩还是不足，仅从空气温度的下降速度角度看和仅从电磁阀的开关周期角度看，其本质上是相同的。实际上，问题在于检出和演算的难易程度。从这点上说，从电磁阀的开关周期角度观察更具优势。

如上所述，压力设定值是由压力设定值演算部4来演算的，但为了更充分地进行收纳商品的新鲜度管理，希望并用如下方法：根据收纳商品是冰激淋、精肉、鲜鱼等冷冻食品，还是乳制品等当日用品、或是蔬菜、水果等青菜、水果类食品，也就是按照用途，适当地确定其初始值。根据其初始值，可以迅速冷却到各自最合适的温度。下面介绍确定所述压力设定初始值的方法。

为达此目的，使用图8所示的综合控制器34Z。所述综合控制器34Z是图1中综合控制器34的第三变形例，在综合控制器34中，在压力设定值演算部4的前端设置初始值设定部40。所述初始值设定部件40，根据所有商品陈列柜里共同的收纳商品的种类，也就是根据用途，操作与收纳商品的种类或用途相对应的符号键，这样就可以预先在压力设定值演算部件4设定压力设定的初始值。图11是压力设定初始值/收纳商品种类对应图，可以说明与上述初始值设定相关联的经验规则。图中，商品的种类(用途)分成冷冻、冷藏、冰温、精肉·鲜鱼、当日用品、蔬菜·水果六个档次，将压力设定的初始值从左端的“冷冻”的最低值，比如1.0kg/cm²(与使用温度18°相对应)，到右端的“蔬菜·水果”的最高值，比如2.5kg/cm²(与使用温度5～10℃相对应)依次上升确定。对应于上述六个档次，设有符号键。

参照表示转动数指令演算部5和冷冻机6的结构的方框图12来说明压缩机转动数指令演算部5的结构。在图中，转动数指令演算部5由从前端输入的压力设定值、求同设置于冷冻机6上的压力传感器7所测定的压力测定值的偏差的、用箭头记号表示的偏差装置、以及PID演算器10构成。压力偏差经PID演算器10被变换成对压缩机的转动数指令，经过位于冷冻机6侧的变换器8传送到压缩机9，使其转动数变更。压缩机9的吸入制冷剂压力，经压力传感器7向转动数指令演算部5的偏差装置负反馈，由此形成以压力设定值为目标的负反馈控制电路。控制压缩机转动数，使得当压力设定值升高时其平均值下降，而压力设定值下降时其平均值上升。

上述结果，压缩机吸入制冷剂压力、压缩机转动数、(商品陈列柜的)吹出空气温度，分别示意在图4(a)、(b)、(c)的时间图中。如图4(a)所示，压缩机吸入制冷剂压力随压力设定值而变动。如图4(b)所示，细微变动的压缩机转动数的平均值，当压力设定值升高时下降，而当压力设定值降低时上升。若以商品陈列柜负荷和冷冻机能力近似相等的条件来运转，可以使耗电量控制在所必需的最小限度内。另外，由于按压力设定值来发出压缩机的转动数指令，故与已有的实施例相比，压缩机的运转、停止的频度降低。其结果，商品陈列柜的吹出空气温度由于控制的超过量变小，故与已有的实施例相比，以设定值为中心的变动幅度被抑制在很小的范围内(参照图4(c)和图12(b))。第一实施例对上述“已有的冷冻循环存在如下的问题”中涉及的(1)、(2)项缺点提出了解决方案。

参照表示其结构的方框图图13对第二实施例进行说明。所述第二实施例，在第一实施例的基础上，对“本发明欲解决的课题”中涉及的(3)、(4)、(5)项缺点提出了解决方案。即，针对缺点(3)，使当商品陈列柜由于负荷变动或环境变化等原因出现冷却状态变恶时的吹出空气温度设定值的调整变得容易。针对缺点(4)，缩短除霜后的复原冷却即拉低温的所需时间，防止商品的鲜度在这段时间里下降。针对缺点(5)，限制同时运转的商品陈列柜台数，使冷冻机的选定容量合理，不会过大化。

图13的第二实施例，比图1的第一实施例增加的部分是：作为缺点(3)解决方案的测定各商品陈列柜商品收纳处温度的温度传感器15A、15B、15C...(以下用15A...表示)和温度设定值修正部21；作为缺点(4)解决方案的模式切换器22和高转动数指令部23；作为缺点(5)解决方案的同时运转限制部24。在下面，将对这些进行顺序说明。

温度设定值修正部21，经各个温度传感器15A...测定各商品陈列柜1A...的商品收纳处的温度，根据所述测定值掌握商品的实际冷却情况。然后，据此自动修正对控制器34A...的吹出空气温度的设定值。修正规则(经验规则)如图14所示。

在图14中，把商品收纳处温度分成三档，(1)吹出空气温度设定值在+5℃以上的情况；(2)吹出空气温度设定值在+2℃以下的情况；(3)其他情况。根据各个情况，对吹出空气温度设定值进行如下修正：对(1)的情况，初始设定值为-1℃；对(2)的情况，初始设定值为+1℃；对(3)的情况，保持初始设定值不变。通过使用温度设定值修正部21，可以显著改善已有的手动修正带来的麻烦。

与通常运转不同，在去除附着在各商品陈列柜中的霜即所谓的除霜运转之后，为了进行商品的高鲜度管理，有必要迅速进行复原冷却，即拉低温的运转。在图13中，把用于通常运转模式和除霜后运转模式切换的模式切换器22设置在商品陈列柜群组1的后端。这样，各电磁阀的运转率信号，经模式切换器22，在“通常运转模式”时被切换输送到综合控制器34一侧，在“除霜后运转模式”时被切换输送到高转动数指令部件23一侧。高转动数指令部23在除霜运转结束后，对变换器(inverter)、压缩机发出所规定的高转动数指令，使其进行急速冷冻，直至所有商品陈列柜的吹出空气温度降到各设定值以下，或商品收纳处的温度降到各设定值以下。通过上述急速冷冻，可以缩短各商品陈列柜除霜后复原冷却即拉低温的时间，防止此期间内商品新鲜度的下降。

同时运转台数限制部24设置在模式切换器22和综合控制器34之间，控制电磁阀33A...(即商品陈列柜1A...)全部同时打开。这样做的目的正如所述的那样，是因为由于冷冻机容量是基于夏季高峰负荷时商品陈列柜群组一齐运转的设想而选定的，其结果，造成了选定的冷冻机实际容量过大、成本过高的问题。在这里，这样做可以控制全部电磁阀同时成为打开状态，但一般说来，还有更多的对策用来控制规定数以上的电磁阀同时成为打开状态。同时运转台数限制部24由下述①～④中的任意一个构成。也就是，所有电磁阀应同时成为打开状态时，①或在处于打开状态的电磁阀中任意一个成为关闭状态之前，将所有电磁阀中的一个不置于打开状态而停留在关闭状态；②或把商品收纳处的温度距其设定值较近，也就是把冷冻得比较好的商品陈列柜的电磁阀停留在关闭状态；③或按预先规定的优先顺序，也就是考虑收纳商品的重要程度，把商品陈列柜的电磁阀停留在关闭状态；④或把实际运转率低，也就是把商品的冷却情况较好且此前所需商品陈列柜冷却运转时间少的电磁阀停留在关闭状态。这样，可以控制全部电磁阀(商品陈列柜)同时成为打开状态。在这里，同时运转台数限制部24，相当与本发明涉及的运转台数限制部。

本发明具有如下优点：

(1)根据各电磁阀运转率、或商品陈列柜主机体内规定地点的空气温度的平均下降速度、或电磁阀的平均开关周期，收集分别设定的与商品陈列柜负荷相关联的信息和与冷冻机一侧的变换器(inverter)、压缩机的吸入制冷剂压力相关联的信息，对冷冻机的运转进行综合且合理的控制，以便使商品陈列柜负荷近似相等于冷冻机的冷冻能力。从而，在可以应付周围温度、湿度等环境变化的同时，又可以将冷冻机的耗电量控制在所必需的最小限度内，进而谋求节省能源。另外，由于变换器(inverter)、压缩机以合适的转动数转动，故压缩机的运转、停止的频度下降，可以使商品陈列柜的规定地点、比如吹出空气温度的变动幅度变小，进而实现商品的高鲜度管理。

(2)由于可以根据各商品陈列柜商品收纳处的测定温度、即商品的实际冷却情况，自动修正吹出空气温度的设定值，故可以在良好地进行商品的鲜度管理的同时，与已有的手动修正相比可以节省修正所需时间，以期维修的容易化。

(3)由于在除霜模式运转结束后，可以对变换器(inverter)、压缩机发出规定的高转动数指令，直致所有的商品陈列柜的吹出空气温度降到其设定值以下为止，或所有的商品陈列柜的商品收纳处的温度降到其设定值以下为止，故可以缩短除霜模式运转后的拉低温时间，即复原冷却时间，有利于商品的鲜度管理。

(4)根据所有商品陈列柜中共同的收纳商品的种类，比如冰淇淋、精肉·鲜鱼等的冷冻食品、乳制品等的当日用品、蔬菜水果等的蔬菜水果类食品，由于可以预先对压力设定值演算部设定压力设定初始值，故可以按照各收纳商品(用途)迅速冷却到最适温度，有利于各商品的鲜度管理。

(5)由于可以将同时处于打开状态的电磁阀控制在规定数以下，也就是说可以限制商品陈列柜群组在夏季高峰负荷期的最大耗电量，故可以控制选定冷冻机的容量，进而谋求降低装置费用，节省装置的所占空间，节省能源。

Claims (10)

1、一种商品陈列柜冷却装置，其特征在于，该装置包括：根据主机体内规定地点的空气温度和其设定值间的偏差，经电磁阀将流向蒸发器的制冷剂流量进行开关控制的一个或两个以上的商品陈列柜；与所述商品陈列柜一起构成冷冻循环的共用冷冻机；对这些商品陈列柜及冷冻机进行控制的综合控制器，所述综合控制器包括：每隔一定时间计算电磁阀在上一个一定时间打开时间所占比例的电磁阀运转率的运转率演算部；根据所求电磁阀运转率计算内藏在冷冻机侧的变换器、压缩机在下一个一定时间对吸入制冷剂压力的设定值的压力设定值演算部；根据所求吸入制冷剂压力设定值与实际压力间的偏差，计算在下一个一定时间对变换器、压缩机的转动数指令的转动数指令演算部。

2、一种商品陈列柜冷却装置，其特征在于，该装置包括：根据主机体内规定地点的空气温度和其设定值间的偏差，经电磁阀将流向蒸发器的制冷剂流量进行开关控制的一个或两个以上的商品陈列柜；与所述商品陈列柜一起构成冷冻循环的共用冷冻机；对这些商品陈列柜及冷冻机进行控制的综合控制器，所述综合控制器包括：温度下降速度演算部，用于每隔一定时间就要计算在上一个一定时间各电磁阀反复打开，使制冷剂的流量处于打开状态时，在所对应的商品陈列柜主机体内所规定地点的空气温度的平均下降速度；根据所求各空气温度的平均下降速度，计算在下一个一定时间里内藏在冷冻机侧的变换器、压缩机对吸入制冷剂压力的设定值的压力设定值演算部；根据所求吸入制冷剂压力的设定值与实际压力间的偏差，计算在下一个一定时间对变换器、压缩机的转动数指令的转动数指令演算部。

3、一种商品陈列柜冷却装置，其特征在于，该装置包括：根据主机体内规定地点的空气温度和其设定值间的偏差，经电磁阀将流向蒸发器的制冷剂流量进行开关控制的一个或两个以上的商品陈列柜；与所述商品陈列柜一起构成冷冻循环的共用冷冻机；对这些商品陈列柜及冷冻机进行控制的综合控制器，所述综合控制器包括：每隔一定时间计算在上一个一定时间内各电磁阀反复处于开关状态时的平均开关周期的开关周期演算部；根据所求各电磁阀的平均开关周期，计算在下一个一定时间内藏在冷冻机侧的变换器、压缩机对吸入制冷剂压力的设定值的压力设定值演算部；根据所求吸入制冷剂压力的设定值与实际压力间的偏差，计算在下一个一定时间里对变换器、压缩机的转动数指令的转动数指令演算部。

4、根据权利要求1至3中任意一项所述的商品陈列柜冷却装置，其特征在于，设有除霜模式运转后对冷冻机的变换器、压缩机发出所规定的高转动数指令，直至所有商品陈列柜的吹出空气温度降到其设定值以下为止的高转动数指令部。

5、根据权利要求1至3中任意一项所述的商品陈列柜冷却装置，其特征在于，设有除霜模式运转后对冷冻机的变换器、压缩机发出所规定的高转动数指令，直至所有商品陈列柜的商品收纳处的温度降到其设定值以下为止的高转动数指令部。

6、根据权利要求1至3中任意一项所述的商品陈列柜冷却装置，其特征在于，根据所有商品陈列柜中共同收纳商品的种类，对压力设定值演算部预先设定压力的初始值的初始值设定部。

7、根据权利要求1至3中的任意一项所述的商品陈列柜冷却装置，其特征在于，设置当规定数以上的电磁阀应同时成为打开状态时，不把应达到的规定数的电磁阀呈打开状态而是将所述应达到的规定数的电磁阀停留在关闭状态，直至已处于打开状态的电磁阀中任意一个成为关闭状态时为止，同时将处于打开状态的电磁阀控制在规定数以下的运转台数限制部。

8、根据权利要求1至3中任意一项所述的商品陈列柜冷却装置，其特征在于，设置当规定数以上的电磁阀应同时成为打开状态时，在其中按商品收纳处的温度接近其设定值的顺序把商品陈列柜的电磁阀停留在关闭状态，同时将处于打开状态的电磁阀控制在规定数以下的运转台数限制部。

9、根据权利要求1至3中任意一项所述的商品陈列柜冷却装置，其特征在于，设置当规定数以上的电磁阀应同时成为打开状态时，按在其中预先设定的优先顺序把商品陈列柜的电磁阀停留在关闭状态，同时将打开状态的电磁阀控制在规定数以下的运转台数限制部。

10、权利要求1至3中任意一项所述的商品陈列柜冷却装置，其特征在于，设置当规定数以上的电磁阀应同时成为打开状态时，按在其中实际运转率低的顺序把电磁阀停留在关闭状态，同时将处于打开状态的电磁阀控制在规定数以下的运转台数限制部。

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