JP2002364964A - 冷凍装置、及び冷凍システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の複数のユニットが接続される冷凍装置
では、目標庫内温度の低いショーケースの電磁弁が閉じ
てしまうと圧縮機の回転率が低くなり、さらに、設定す
る回転率の下限がないので、あまり低くしすぎると低い
ショーケースの実際の庫内温度よりも流れる冷媒の温度
が高くなり、熱効率が悪くなるという問題があった。 【解決手段】 各ユニットに設定された目標庫内温度を
検出し、最低の目標庫内温度に基づいて目標温度を生成
し、この目標温度と圧縮機に吸い込まれる冷媒の飽和温
度とに基づいて圧縮機の容量を決定し、圧縮機を制御す
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍装置、及び複
数のユニットと冷凍装置からなる冷凍システムに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的な冷凍システムは、圧縮機を含む
いわゆる冷凍装置と、庫内を冷却する蒸発器を含むいわ
ゆるショーケースまたはユニットクーラーと呼ばれるユ
ニットを市場で個別に購入し、顧客先でこれらを冷媒配
管接続することで作成される場合が多い。この場合、冷
凍装置とユニット等は、個別に設計・生産され、また製
造する会社も異なることから、省エネ要求が高まってい
る昨今では、冷凍装置とユニットの連係運転をどのよう
に実現するかが非常に大きな問題となっている。

【０００３】この連係運転の方法として、例えば、特開
平９−２１７９７４号公報では、運転率演算部が、一定
時間ごとにその前の一定時間に対する各電磁弁のオン時
間の割合である電磁弁運転率を求め、圧力設定値演算部
は、その求められた電磁弁運転率に基づいて、冷凍機の
側でインバータを介して運転される圧縮機の吸入冷媒圧
力に対する次の一定時間に係る設定値を求め、回転数指
令演算部は、その求められた吸入冷媒圧力の設定値と実
際の圧力との偏差に基づいて、圧縮機に対する次の一定
時間に係る回転数指令を求める方法が提供されている。

【０００４】また、特開平１０−０４７８０２号公報で
は、ショーケースの適所に温度センサを備え、温度セン
サの検出値が設定温度を超えると電磁弁が開き、設定温
度を下回ると電磁弁を閉じる制御を行なうことにより、
ショーケース内の設定温度を維持し、さらに電流検出部
で、電磁弁のソレノイドに供給される電流値から電磁弁
のオン数を検出、ガス圧検出部で冷凍機における入力側
のガス圧を検出、このオン数とガス圧と、演算部に記憶
された比較データとを比較し、該当する比較データを冷
凍機制御部に送り、冷凍機制御部では冷凍機の容量の調
整を行なう方法が提供されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の様な方
法では、例えば、冷凍商品を収納するショーケースや飲
料等の冷蔵物を収納するショーケース等、設定される目
標庫内温度が異なる複数のショーケースを接続した場
合、目標庫内温度の低いショーケースの電磁弁が閉じて
しまうと圧縮機の回転率が低くなり、さらに、設定する
回転率の下限がないので、あまり低くしすぎると低いシ
ョーケースの実際の庫内温度よりも流れる冷媒の温度が
高くなり、ショーケースの蒸発器が凝縮器となってショ
ーケース内の冷熱を奪いながら冷媒を凝縮、蒸発器内に
寝込ませてしまう可能性があるという問題があった。

【０００６】また、電磁弁の開度等の情報が得られない
ショーケースが混在接続された場合には、そのショーケ
ースを無視して制御を継続させるか、初期値としての低
い値で動作させるしかないが、無視した制御では、その
ショーケースの最適な状態にできず、低い値とした場合
には、エネルギー効率が悪くなるという問題があった。

【０００７】また、電磁弁が常時開いている場合に、冷
凍能力がバランスしているのか、冷凍能力が不足気味で
ショーケース庫内温度がなかなか低下しないのか、判断
がつかないという問題があった。なお、この場合、直接
ショーケース内の温度計を見て判断するか、あるいは、
外気・時刻等の他の運転状態から必要冷凍能力であるか
否かの判断はできるが、手間取るという問題がある。

【０００８】また、圧縮機モータを誘電電動機で構成し
た場合、低速度運転を実施するとモータ効率が低下して
しまい、却ってエネルギー効率を悪くさせることになっ
てしまうという問題があった。

【０００９】この発明は上述の問題を解決するためにな
されたものであり、複数接続されたユニットの各目標庫
内温度および実際の庫内温度の少なくとも一方の値に基
づき、省エネを考慮した、冷凍システム全体の最適な制
御をすることができる冷凍装置を提供することを目的と
している。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明における冷凍装
置は、ユニットに設定された目標庫内温度を検知し、最
低の目標庫内温度を記憶する最低目標庫内温度記憶手段
と、最低の目標庫内温度に基づいて目標温度を生成する
目標温度生成手段と、目標温度と圧縮機に吸い込まれる
冷媒の飽和温度とに基づいて圧縮機の容量を決定し、そ
の容量により圧縮機を制御する制御手段とを有するもの
とした。

【００１１】さらに、制御手段は、目標温度が圧縮機に
吸い込まれる冷媒の飽和温度より大きい場合には、圧縮
機の容量を減少させ、目標温度が圧縮機に吸い込まれる
冷媒の飽和温度より小さい場合には、圧縮機の容量を増
加させるものとした。

【００１２】さらに、目標温度は、最低の目標庫内温度
から予め定められた所定温度を引いた値とした。

【００１３】さらに、最低の目標庫内温度が設定された
ユニットの庫内温度を記憶する最低目標庫内温度ユニッ
ト庫内温度記憶手段を有し、目標温度生成手段は最低の
目標庫内温度と最低の目標庫内温度が設定されたユニッ
トの庫内温度に基づいて目標温度を生成するものとし
た。

【００１４】さらに、目標温度は、最低の目標庫内温度
−予め定められた所定温度−（最低の目標庫内温度−最
低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度）×
パラメータ値で与えられ、パラメータ値は予め定められ
た整数とした。

【００１５】さらに、最低の目標庫内温度が設定された
ユニットの一定時間前の庫内温度を記憶する最低目標庫
内温度ユニット庫内温度蓄積手段を有し、目標温度生成
手段は最低の目標庫内温度と最低の目標庫内温度が設定
されたユニットの庫内温度と最低の目標庫内温度が設定
されたユニットの一定時間前の庫内温度とに基づいて目
標温度を生成するものとした。

【００１６】さらに、目標温度は、最低の目標庫内温度
−予め定められた所定温度−（最低の目標庫内温度−最
低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度）×
（予め定められた変動温度−最低の目標庫内温度が設定
されたユニットの庫内温度＋最低の目標庫内温度が設定
されたユニットの一定時間前の庫内温度）で与えられ、
予め定められた変動温度は正の数であり、かつ（予め定
められた変動温度−最低の目標庫内温度が設定されたユ
ニットの庫内温度＋最低の目標庫内温度が設定されたユ
ニットの一定時間前の庫内温度）は０以上であるものと
した。

【００１７】さらに、最低の目標庫内温度が設定された
ユニットの連続運転時間を計算する最低目標温度連続運
転時間計時手段を有し、目標温度生成手段は最低の目標
庫内温度と最低の目標庫内温度が設定されたユニットの
庫内温度と最低の目標庫内温度が設定されたユニットの
連続運転時間とに基づいて目標温度を生成するものとし
た。

【００１８】さらに、目標温度は、最低の目標庫内温度
−予め定められた所定温度−（最低の目標庫内温度−最
低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度）×
パラメータ値で与えられ、パラメータ値は、連続運転時
間が予め定めた所定時間を超える場合には１、そうでな
い場合には（連続運転時間／所定時間）とした。

【００１９】さらに、外気の温度を検出する外気温度検
知手段を有し、目標温度生成手段は最低の目標庫内温度
と前記最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内
温度と外気温度とに基づいて目標温度を生成するものと
した。

【００２０】さらに、目標温度は、最低の目標庫内温度
−予め定められた所定温度−（最低の目標庫内温度−最
低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度）×
パラメータ値で与えられ、パラメータ値は、外気温度が
予め定めた所定外気温度を超える場合には１、そうでな
い場合には（外気温度／所定外気温度）とした。

【００２１】さらに、内部に時計を備えた計時手段を有
し、目標温度生成手段は最低の目標庫内温度と最低の目
標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度と計時手段
で得られた時刻とに基づいて目標温度を生成するものと
した。

【００２２】さらに、目標温度は、最低の目標庫内温度
−予め定められた所定温度−（最低の目標庫内温度−最
低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度）×
パラメータ値で与えられ、パラメータ値は、昼間の一定
時間帯と、他の一定時間帯とで異なるものとした。

【００２３】さらに、目標温度生成手段は、ユニットに
設定された目標庫内温度を検知できない場合には、目標
温度を予め定めた第２の所定温度下げるものとした。

【００２４】さらに、圧縮機の駆動モータは誘導電動機
であり、制御手段は圧縮機の容量が予め定められた所定
容量を下回る時間を計算し、この時間が所定時間を超え
る場合には、所定容量で圧縮機を制御するものとした。

【００２５】また、この発明における冷凍システムは、
蒸発器を持つ複数のユニットと、上述の冷凍装置と、ユ
ニットと冷凍装置とを接続冷媒配管とを有するものとし
た。

【００２６】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１における冷凍システムの構成図である。
図１中、冷凍システムは、冷凍装置１と、複数のユニッ
ト２と、冷凍装置１とユニット２とを接続する冷媒配管
３とで主に構成されている。ユニット２は、冷媒配管３
に接続された絞り装置１０と、この絞り装置に配管接続
された蒸発器２０と、ユニット制御装置３０と、ユニッ
ト２内の庫内温度を検出する温度センサー４０とを有し
ている。また、冷凍装置１は、凝縮器５０と、圧縮機６
０と、この圧縮機６０へ吸入される直前の冷媒の圧力を
検出する圧力センサー７０と、冷凍装置制御装置８０と
を有している。なお、ユニット制御装置３０と冷凍装置
制御装置８０とは、伝送線４で接続され、相互に情報の
送受信を行なっている。

【００２７】次に、ユニット制御装置３０、及び冷凍装
置制御装置８０の詳細構成について、図２に基づき説明
する。図２中、ユニット制御装置３０は、温度センサー
４０に接続され、庫内温度を検知する庫内温度検知手段
３１と、使用者がユニット内の温度を設定するための目
標庫内温度設定手段３２と、庫内温度検知手段３１で検
知された温度と目標庫内温度設定手段３２で設定された
温度とから絞り装置の絞り量を計算し、さらに、この温
度情報に基づいて伝送データを生成する第１の制御手段
３３と、この第１の制御手段３３で計算された絞り量に
基づき、絞り装置１０の絞り量を制御する絞り制御手段
３４と、第１の制御手段３３で生成された伝送データを
伝送する第１の伝送手段３５とを有している。なお、第
１の制御手段３３での伝送データの生成は、定期的に、
かつ、その時の最新の温度情報に基づき行われ、第１の
伝送手段３５を介して送られている。

【００２８】また、冷凍装置制御装置８０は、第１の伝
送手段３５から送られた伝送データを受信する第２の伝
送手段８１と、複数のユニット毎の伝送データの中か
ら、一番低い目標庫内温度を選択して記憶する最低目標
庫内温度記憶手段８２と、一番低い目標庫内温度のユニ
ットを記憶する最低目標庫内温度ユニット記憶手段８３
と、最低目標庫内温度記憶手段８２に記憶された情報に
基づいて目標庫内温度を計算する目標温度生成手段８４
と、計算された目標温度を記憶する目標温度記憶手段８
５と、圧力センサー７０に接続され、圧縮機６０に吸入
される冷媒の飽和温度である低圧飽和温度を検知する低
圧飽和温度検知手段８６と、目標温度とこの低圧飽和温
度とに基づいて圧縮機の回転率等の容量を計算する第２
の制御手段８７と、計算された容量に基づいて圧縮機６
０を制御する容量制御手段８８とを有している。

【００２９】次に、冷凍装置制御装置８０での容量制御
の動作について、図３、および図４に基づき説明する。
図３は、容量制御の全体の流れを示す容量制御フローチ
ャートであり、まず、これにより容量制御の動作につき
説明する。まず、目標温度生成手段８４で、目標温度の
生成を行なう（ステップ（以下、「Ｓ」とする）１）。な
お、起動直後は、目標温度は予め定めた既定値とする。
この目標温度は、目標温度記憶手段８５に記憶させられ
ると共に、第２の制御手段８７に取り込まれる（Ｓ
２）。次に、第２の制御手段８７は、低圧飽和温度検知
手段８６から低圧飽和温度を取り込み（Ｓ３）、この目
標温度が低圧飽和温度以上であるか否かの判定を行ない
（Ｓ４）、目標温度が低圧飽和温度以上と判定した場合
には、圧縮機の容量制御量をΔ減少させ（Ｓ５）、逆
に、目標温度が低圧飽和温度未満と判定した場合には、
圧縮機の容量制御量をΔ増加させる（Ｓ６）。次に、こ
の容量制御量が第２の制御手段８７から容量制御手段８
８に送られ、容量制御手段８８は圧縮機６０の動作制御
を行なう。なお、Ｓ１以降の動作は、一定時間待った
（Ｓ６）後に、再度行なわれることになる。

【００３０】次に、Ｓ１での目標温度生成手段の詳細動
作について、図４のフローチャートに基づいて説明す
る。目標温度生成手段８４では、最低目標庫内温度記憶
手段８２より最低目標庫内温度を取り込む（Ｓ１０
０）。次に、以下の計算式（１）で目標温度を計算する
（Ｓ１０１）。 目標温度＝最低目標庫内温度−所定温度 …式（１） ここで、所定温度とは、蒸発器から圧縮機低圧入り口ま
での圧力損失相当分である。なお、このような目標温度
では、最低目標庫内温度のユニット内に配置された蒸発
器を流れる冷媒の温度は最低目標庫内温度に近いものと
なり、急激な冷却をすることはできないが、これは冷凍
装置に設定できる最高の目標温度であり、省エネ運転の
基本となるものである。

【００３１】このように、最低目標庫内温度から圧力損
失分を減算した温度を目標温度とし、この目標温度が低
圧飽和温度以上の場合には圧縮機の容量を増やし、未満
の場合には圧縮機の容量を減らす制御を行なうので、各
ユニットにある蒸発器の出口付近の冷媒温度を最低目標
庫内温度付近に調整でき、ユニット内の冷媒が庫内から
熱を奪って凝縮し、蒸発器内に寝込むような現象の発生
を防止できる。

【００３２】また、この実施の形態では、ユニット制御
装置３０から伝送データを受け取り、最低目標庫内温度
記憶手段８２に最低目標庫内温度を記憶させるタイミン
グと、目標温度を生成するタイミングの同期をとっては
いないが、同期させたてもよく、同期させても同様の効
果を得ることができる。

【００３３】実施の形態２．図５は、この発明の実施の
形態２における冷凍システムの冷凍装置制御装置を示す
構成図であり、図２に示す冷凍装置制御装置において、
現在のユニット内の温度も記憶させ、この温度も考慮し
て目標温度を生成するようにしたものである。なお、図
５中、図２と同一の構成、及び相当する構成には同一の
符号を付し、説明を省略する。

【００３４】図５中、８９は最低目標庫内温度ユニット
庫内温度記憶手段であり、複数のユニットから送られた
各伝送データのうち、最低の目標庫内温度が設定された
ユニットの伝送データ中にある庫内温度検知手段３１で
検知された庫内温度が記憶される。

【００３５】次に、目標温度生成手段８４で目標温度を
計算する動作について、図６のフローチャートに基づい
て説明する。まず、最低目標庫内温度記憶手段８２より
最低目標庫内温度を取り込み（Ｓ１００）、最低目標庫
内温度ユニット庫内温度記憶手段８９より最低目標庫内
温度ユニット庫内温度を取り込む（Ｓ１０２）。次に、
以下の計算式（２）で目標温度を計算する（Ｓ１０
３）。 目標温度＝（最低目標庫内温度−所定温度）−（最低目標庫内温度ユニット庫 内温度−最低目標庫内温度）＊Ａ …式（２） なお、Ａは正の数値であり、２または３が最適である。
また、目標温度が設定された後は、図３のフローチャー
トに従った動作を行なう。

【００３６】このようにすることにより、最低目標庫内
温度ユニットの目標庫内温度と実際の庫内温度の差が大
きい時ほど、最低目標庫内温度ユニット内の蒸発器に低
い温度の冷媒を流すことができ、最低目標庫内温度ユニ
ットの冷却を早く行なうことができるとともに、省エネ
も行なえるようになる。

【００３７】実施の形態３．図７は、この発明の実施の
形態３における冷凍システムの冷凍装置制御装置を示す
構成図であり、図５に示す冷凍装置制御装置において、
現在のユニット内の温度を一定期間蓄積し、一定期間の
変化幅をも考慮して目標温度を生成するようにしたもの
である。なお、図７中、図５と同一な構成、及び相当す
る構成には同一の符号を付し、説明を省略する。

【００３８】図７中、９０は最低目標庫内温度ユニット
庫内温度蓄積手段であり、最低目標庫内温度ユニット庫
内温度記憶手段８９に新しいデータを記憶するタイミン
グで、過去の最低目標庫内温度ユニット庫内温度を蓄積
させる。なお、最低目標庫内温度ユニット庫内温度蓄積
手段９０には、一定期間Ｔ秒の間の最低目標庫内温度ユ
ニット庫内温度のみが蓄積され、それより古いものは順
次破棄されていく。

【００３９】次に、目標温度生成手段８４で目標温度を
計算する動作について、図８のフローチャートに基づい
て説明する。まず、最低目標庫内温度記憶手段８２より
最低目標庫内温度を取り込み（Ｓ１００）、最低目標庫
内温度ユニット庫内温度記憶手段８９より最低目標庫内
温度ユニット庫内温度を取り込み（Ｓ１０２）、最低目
標庫内温度ユニット庫内温度蓄積手段９０よりＴ秒前の
最低目標庫内温度ユニット庫内温度を取り込む（Ｓ１０
４）。次に、以下の計算式（４）で、Ｔ秒間での最低目
標庫内温度ユニットの庫内温度の変化幅Ｂを求める（Ｓ
１０５）。 Ｂ＝最低目標庫内温度ユニット庫内温度 − Ｔ秒前の最低目標庫内温度ユニット 庫内温度 …式（３） 次に、この変化幅Ｂが、予め定めた最大変化幅：−Ｂma
x（Ｂmaxは正の数）以上か否かを判定し（Ｓ１０６）、
Ｂが−Ｂmaxよりも小さいと判定した時は、Ｂ＝−Ｂmax
に設定する（Ｓ１０７）。また、Ｂが−Ｂmax以上の場
合には、Ｂが０以下であるか否かを判定し（Ｓ１０
８）、０を超えると判定された場合には、Ｂ＝０に設定
する（Ｓ１０９）。Ｓ１０８でＢが０以下と判定された
場合、およびＳ１０７、Ｓ１０９の次に、以下の計算式
（４）で目標温度を計算する（Ｓ１１０）。 目標温度＝（最低目標庫内温度−所定温度）−（最低目標庫内温度ユニット庫内 温度−最低目標庫内温度）＊（Ｂｍａｘ＋Ｂ） …式（４） なお、目標温度が設定された後は、図３のフローチャー
トに従った動作を行なう。

【００４０】このように、一定時間前との変化幅を考慮
し、変化幅が比較的大きい場合、すなわち庫内温度の変
化が早い場合には冷却能力過剰として冷却能力を絞る方
向（目標温度上昇）に制御し、変化幅が比較的小さい場
合、すなわち庫内温度の変化が遅い場合には冷却能力不
足として冷却能力を増大する方向（目標温度低下）に制
御することができるので、冷却能力の必要度合いに応じ
て冷凍装置の運転条件を変化し、省エネおよび庫内温度
の早期安定を実現することができる。

【００４１】実施の形態４．図９は、この発明の実施の
形態４における冷凍システムの冷凍装置制御装置を示す
構成図であり、図５に示す冷凍装置制御装置において、
現在のユニット内の動作・停止を検知し、目標温度の設
定に、運転時間を考慮するようにしたものである。な
お、図９中、図５と同一の構成、及び相当する構成には
同一の符号を付し、説明を省略する。なお、この実施の
形態では、ユニット内の第１の制御手段は、目標庫内温
度情報、現在の庫内温度情報のみならず、このユニット
が動いているか、すなわち、絞りが動作しているか否か
の情報をも加えて伝送データを生成することになる。

【００４２】図９中、９１は最低目標庫内温度ユニット
発停状態記憶手段であり、伝送データから取り出された
最低目標庫内温度ユニットの動作・停止情報を記憶して
いる。９２は、最低目標庫内温度ユニット連続運転時間
計時・記憶手段であり、最低目標庫内温度ユニット発停
状態記憶手段９１に新たに情報が記憶されたタイミング
で、動作中か停止中かを判断し、動作中の場合には、伝
送データ受信間隔時間を累積することで、最低目標庫内
温度ユニット連続運転時間を計時し、記憶している。

【００４３】次に、目標温度生成手段８４で目標温度を
計算する動作について、図１０のフローチャートに基づ
いて説明する。まず、最低目標庫内温度記憶手段８２よ
り最低目標庫内温度を取り込み（Ｓ１００）、最低目標
庫内温度ユニット庫内温度記憶手段８９より最低目標庫
内温度ユニット庫内温度を取り込み（Ｓ１０２）、最低
目標庫内温度ユニット連続運転時間計時・記憶手段９２
より最低目標庫内温度ユニット連続運転時間を取り込む
（Ｓ１１１）。次に、この最低目標庫内温度ユニット連
続運転時間が予め定めた所定時間以上か否かを判定し
（Ｓ１１２）、以上の場合には、パラメータＣに１を設
定し（Ｓ１１３）、未満の場合には、パラメータＣに
（最低目標庫内温度ユニット連続運転時間／所定時間）
を設定する（Ｓ１１４）。次に、以下の計算式（５）で
目標温度を計算する（Ｓ１１５）。 目標温度＝（最低目標庫内温度−所定温度）−（最低目標庫内温度ユニット庫内 温度−最低目標庫内温度）＊Ｃ …式（５） なお、目標温度が設定された後は、図３のフローチャー
トに従った動作を行なう。このように、冷却運転の連続
時間が長い場合に冷却能力不足として冷却能力を増大す
る方向（目標温度低下）に制御するので、庫内温度の早
期安定を実現できる。

【００４４】実施の形態５．図１１は、この発明の実施
の形態５における冷凍システムの冷凍装置制御装置を示
す構成図であり、図５に示す冷凍装置制御装置におい
て、外気温度を検出し、目標温度の設定に、外気温度を
も考慮するようにしたものである。なお、図１１中、図
５と同一な構成、及び相当する構成には同一の符号を付
し、説明を省略する。

【００４５】図１１中、９３は外気温度検出手段であ
り、外気温度センサー５に接続されている。次に、目標
温度生成手段８４で目標温度を計算する動作について、
図１２のフローチャートに基づいて説明する。まず、最
低目標庫内温度記憶手段８２より最低目標庫内温度を取
り込み（Ｓ１００）、最低目標庫内温度ユニット庫内温
度記憶手段８９より最低目標庫内温度ユニット庫内温度
を取り込み（Ｓ１０２）、外気温度検出手段９３より外
気温度を取り込む（Ｓ１１６）。次に、この外気温度が
予め定めた所定外気温度以下か否かを判定し（Ｓ１１
７）、所定外気温度以下の場合には、パラメータＤに１
を設定し（Ｓ１１８）、所定外気温度を超える場合に
は、パラメータＤに（外気温度／所定外気温度）を設定
する（Ｓ１１９）。次に、以下の計算式（６）で目標温
度を計算する（Ｓ１２０）。 目標温度＝（最低目標庫内温度−所定温度）−（最低目標庫内温度ユニット庫内 温度−最低目標庫内温度）＊Ｄ …式（６） なお、目標温度が設定された後は、図３のフローチャー
トに従った動作を行なう。このように、冷却運転時の外
気温度が高い場合には、ユニット内にも熱が伝わるが、
冷却能力を増大する方向（目標温度低下）に制御される
ので、庫内温度の早期安定を実現できる。

【００４６】実施の形態６．図１３は、この発明の実施
の形態６における冷凍システムの冷凍装置制御装置を示
す構成図であり、図５に示す冷凍装置制御装置におい
て、現在の時刻を検出し、目標温度の設定に、その時刻
をも考慮するようにしたものである。なお、図１３中、
図５と同一な構成、及び相当する構成には同一の符号を
付し、説明を省略する。

【００４７】図１３中、９４は、通常の時計を内部に有
する計時手段である。次に、目標温度生成手段８４で目
標温度を計算する動作について、図１４のフローチャー
トに基づいて説明する。まず、最低目標庫内温度記憶手
段８２より最低目標庫内温度を取り込み（Ｓ１００）、
最低目標庫内温度ユニット庫内温度記憶手段８９より最
低目標庫内温度ユニット庫内温度を取り込み（Ｓ１０
２）、計時手段９４より時刻データを取り込む（Ｓ１２
１）。次に、取り込んだ時刻が１０：００から１５：０
０の範囲にあるか否かを判定し（Ｓ１２２）、この範囲
にある場合には、パラメータＥに第１の所定値を設定し
（Ｓ１２３）、この範囲にない場合には、パラメータＥ
に第２の所定値を設定する（Ｓ１２４）。なお、第１の
所定値と第２の所定値との間には、以下の式（７）に示
す関係がある。 第１の所定値＞第２の所定値＞０ …式（７） 次に、以下の計算式（８）で目標温度を計算する（Ｓ１
２５）。 目標温度＝（最低目標庫内温度−所定温度）−（最低目標庫内温度ユニット庫内 温度−最低目標庫内温度）＊Ｅ …式（８） なお、目標温度が設定された後は、図３のフローチャー
トに従った動作を行なう。このようにすることで、外気
温度が高いと予想される昼間の特定時間帯の冷却能力を
増大することができ、庫内温度の早期安定を実現するこ
とができる。

【００４８】実施の形態７．図１５は、この発明の実施
の形態７における冷凍システムの冷凍装置制御装置を示
す構成図であり、図５に示す冷凍装置制御装置におい
て、最低目標庫内温度ショーケースの伝送手段が破壊さ
れた場合でも、目標温度が設定できるようにしたもので
ある。なお、図１５中、図５と同一な構成、及び相当す
る構成には同一の符号を付し、説明を省略する。

【００４９】図１５中、９５は、第２の所定温度記憶手
段である。次に、目標温度生成手段８４で目標温度を計
算する動作について、図１６のフローチャートに基づい
て説明する。まず、冷凍装置制御装置８０と最低目標庫
内温度のユニットとのデータ伝送が正常に行われている
か否かの判定を行なう（Ｓ１２６）。なお、この判定
は、該当するユニットからの定期的な伝送データ送信が
途絶えたことで検知できる。また、Ｓ１２６で、正常と
判定された場合には、Ｓ１００からＳ１０３を実行し、
目標温度を設定し、異常と判定された場合には、以下の
計算式（９）により目標温度を計算する（Ｓ１２７） 目標温度＝（最低目標庫内温度−所定温度）−第２の所定温度 …式（９） なお、目標温度が設定された後は、図３のフローチャー
トに従った動作を行なう。なおここで、第２の所定値を
減算するのは、異常状態のようなシステムの信頼性が低
い状態では、省エネよりも十分な冷却を優先する必要が
あるからである。このように、伝送手段が壊れた場合に
は、省エネ運転は不能となるが、最低目標庫内温度ユニ
ットの十分な冷却を確保することができる。

【００５０】実施の形態８．実施の形態１から実施の形
態７に示した目標温度の生成方法を、適時組み合わせ
て、例えば、目標温度生成手段８４で、外気温度を考慮
した目標温度と、最低目標庫内温度ユニット連続運転時
間を考慮した目標温度とを求め、低い方を目標温度とす
る等の操作を行なっても当然によい。

【００５１】実施の形態９．図１７は、この発明の実施
の形態９における冷凍システムの冷凍装置制御装置を示
す構成図であり、図５に示す冷凍装置制御装置におい
て、圧縮機が所定値以下での制御量で動作する時間が一
定期間を越えた場合には、強制的に制御量を設定するよ
うにしたものである。なお、図１７中、図５と同一な構
成、及び相当する構成には同一の符号を付し、説明を省
略する。

【００５２】図１７中、９６は所定制御量期間計時手段
であり、所定制御量以下である制御量で連続動作する時
間を計算している。９７は、第３の制御手段であり、所
定制御量期間計時手段９６の通報に基づき、容量制御手
段８８の容量を強制的に所定制御量に変更する。

【００５３】次に、容量制御の動作について、図１８の
フローチャートに基づいて説明する。まず、Ｓ１で、図
６に示すフローチャートに基づく目標温度を生成する。
次に、Ｓ２からＳ５までの行い、第２の制御手段で容量
制御量を計算する。次に、所定制御量期間計算手段９６
で、第２の制御手段で演算された容量制御量が所定制御
量以下であるか否かを判定し（Ｓ９）、所定制御量を超
える場合には連続時間を０に設定する（Ｓ１０）。ま
た、Ｓ９で、容量制御量が所定制御量以下の場合には、
連続時間にΔｔ（Ｓ８で待つ時間）を加え（Ｓ１１）、
この連続時間が所定時間を超えるか否かを判定し（Ｓ１
２）、超える場合には、容量制御手段８８への接続経路
が第２の制御手段８７から第３の制御手段９７に切り替
わり、所定制御量を容量制御量とする（Ｓ１３）。ここ
で、この所定制御量とは、圧縮機のモータ効率が最適と
なるように定められた値である。次に、容量制御量が第
２の制御手段、又は第３の制御手段から容量制御手段に
送られ、圧縮機の動作が制御される（Ｓ７）。

【００５４】このようにすることで、圧縮機の駆動モー
タが誘導電動機である場合にエネルギー効率の悪い低速
度運転が長期間連続して行われることを防止できる。

【００５５】なお、Ｓ１での目標温度の生成として、図
６のフローチャートで示す方法のみならず、図８、図１
０、図１２、図１４、図１６のフローチャートで示す方
法を用いても当然によい。このようにすることで、圧縮
機の駆動モータが誘導機である場合に制御量＝回転速度
を低下した場合にモータ効率が低下することに対して、
本来の省エネ制御に反することから、冷凍能力を増加す
る方向に制御して各蒸発器の庫内温度を早期に低下さ
せ、圧縮機の運転停止を促進することで対応できる。

【００５６】

【発明の効果】この発明では、最低の目標庫内温度に基
づいて目標温度を生成し、この目標温度と圧縮機に吸い
込まれる冷媒の飽和温度とに基づいて圧縮機の容量を決
定し、この容量により圧縮機を制御するので、ユニット
内の冷媒が庫内から熱を奪って凝縮し、蒸発器内に寝込
むような現象の発生を防止できる。

【００５７】さらに、目標温度が圧縮機に吸い込まれる
冷媒の飽和温度より大きい場合には、圧縮機の容量を減
少させ、目標温度が圧縮機に吸い込まれる冷媒の飽和温
度より小さい場合には、圧縮機の容量を増加させるの
で、適正な容量制御が可能となる。

【００５８】さらに、目標温度は、最低の目標庫内温度
から予め定められた所定温度を引いた値としたので、省
エネ効率を上げることができる。

【００５９】さらに、最低の目標庫内温度と最低の目標
庫内温度が設定されたユニットの庫内温度に基づいて目
標温度を生成するようにしたので、省エネが図れるとと
もに、最低の目標庫内温度が設定されたユニットの冷却
を早めることができる。

【００６０】さらに、最低の目標庫内温度と最低の目標
庫内温度が設定されたユニットの庫内温度と最低の目標
庫内温度が設定されたユニットの一定時間前の庫内温度
とに基づいて目標温度を生成するようにしたので、冷却
能力の必要度合いに応じて運転条件を変化でき、省エネ
を図れるとともに庫内温度の早期安定も実現できる。

【００６１】さらに、最低の目標庫内温度と最低の目標
庫内温度が設定されたユニットの庫内温度と最低の目標
庫内温度が設定されたユニットの連続運転時間とに基づ
いて目標温度を生成するようにしたので、冷却運転の連
続時間が長い場合には冷却能力不足として冷却能力を増
大でき、庫内温度の早期安定を実現できる。

【００６２】さらに、最低の目標庫内温度と最低の目標
庫内温度が設定されたユニットの庫内温度と外気温度と
に基づいて目標温度を生成するようにしたので、外気温
度の影響を考慮した運転を行なうことができる。

【００６３】さらに、最低の目標庫内温度と最低の目標
庫内温度が設定されたユニットの庫内温度と計時手段で
得られた時刻とに基づいて目標温度を生成するようにし
たので、外気温度が高い昼間に容量を増大でき、外気温
度の影響を考慮した運転を簡単に実現できる。

【００６４】さらに、ユニットに設定された目標庫内温
度を検出できない場合には、目標温度を予め定めた第２
の所定温度下げるようにしたので、故障時にもある程度
の対応が可能となる。

【００６５】さらに、圧縮機の駆動モータは誘導電動機
であり、圧縮機の容量が予め定められた所定容量を下回
る時間を計算し、この時間が所定時間を超える場合に
は、所定容量で圧縮機を制御するようにしたので、エネ
ルギー効率の悪い低速度運転が長時間行われることを防
止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１における冷凍システムの構成図
である。

【図２】 実施の形態１における冷凍装置制御装置の構
成図である。

【図３】 実施の形態１における容量制御の流れを示す
容量制御フローチャートである。

【図４】 実施の形態１における目標温度生成手段での
動作を示すフローチャートである。

【図５】 実施の形態２における冷凍装置制御装置の構
成図である。

【図６】 実施の形態２における目標温度生成手段での
動作を示すフローチャートである。

【図７】 実施の形態３における冷凍装置制御装置の構
成図である。

【図８】 実施の形態３における目標温度生成手段での
動作を示すフローチャートである。

【図９】 実施の形態４における冷凍装置制御装置の構
成図である。

【図１０】 実施の形態４における目標温度生成手段で
の動作を示すフローチャートである。

【図１１】 実施の形態５における冷凍装置制御装置の
構成図である。

【図１２】 実施の形態５における目標温度生成手段で
の動作を示すフローチャートである。

【図１３】 実施の形態６における冷凍装置制御装置の
構成図である。

【図１４】 実施の形態６における目標温度生成手段で
の動作を示すフローチャートである。

【図１５】 実施の形態７における冷凍装置制御装置の
構成図である。

【図１６】 実施の形態７における目標温度生成手段で
の動作を示すフローチャートである。

【図１７】 実施の形態９における冷凍装置制御装置の
構成図である。

【図１８】 実施の形態９における容量制御の流れを示
す容量制御フローチャートである。

【符号の説明】

１ 冷凍装置、 ２ ユニット、 ３ 冷媒配管、 ４
伝送線、５ 温度センサー、 １０ 絞り装置、 ２
０ 蒸発器、３０ ユニット制御装置、 ３１ 庫内温
度検知手段、３２ 目標庫内温度設定手段、 ３３ 第
１の制御装置、 ３４ 絞り装置、３５ 第１の伝送手
段、 ４０ 温度センサー、 ５０ 凝縮器、６０ 圧
縮機、 ７０ 温度センサー、 ８０ 冷凍装置制御装
置、８１ 第２の伝送手段、 ８２ 最低目標庫内温度
記憶手段、８３ 最低目標庫内温度ユニット記憶手段、
８４ 目標温度生成手段、８５ 目標温度記憶手段、
８６ 低圧飽和温度検知手段、８７ 第２の制御手
段、 ８８ 容量制御手段、８９ 最低目標庫内温度ユ
ニット庫内温度記憶手段、９０ 最低目標庫内温度ユニ
ット庫内温度蓄積手段、９１ 最低目標庫内温度ユニッ
ト発停状態記憶手段、９２ 最低目標庫内温度ユニット
連続運転時間計時・記憶手段、９３ 外気温度検出手
段、 ９４ 計時手段、９５ 第２の所定温度記憶手
段、 ９６ 所定制御量期間計時手段、９７ 第３の制
御手段。

フロントページの続き (72)発明者 川▲崎▼ 雅夫 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 池田 隆 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3L045 AA02 BA01 CA02 DA02 HA01 LA06 MA02 MA08 PA02 PA03 PA05

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蒸発器を持つ複数のユニットと冷媒配管
   を通じて接続される冷凍装置であって、前記ユニットに
   設定された目標庫内温度を検知し、最低の目標庫内温度
   を記憶する最低目標庫内温度記憶手段と、前記最低の目
   標庫内温度に基づいて目標温度を生成する目標温度生成
   手段と、前記目標温度と圧縮機に吸い込まれる冷媒の飽
   和温度とに基づいて圧縮機の容量を決定し、前記容量に
   より前記圧縮機を制御する制御手段とを有することを特
   徴とする冷凍装置。
2. 【請求項２】 制御手段は、目標温度が圧縮機に吸い込
   まれる冷媒の飽和温度より大きい場合には、圧縮機の容
   量を減少させ、目標温度が圧縮機に吸い込まれる冷媒の
   飽和温度より小さい場合には、圧縮機の容量を増加させ
   ることを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
3. 【請求項３】 目標温度は、最低の目標庫内温度から予
   め定められた所定温度を引いた値であることを特徴とす
   る請求項１または２に記載の冷凍装置。
4. 【請求項４】 最低の目標庫内温度が設定されたユニッ
   トの庫内温度を記憶する最低目標庫内温度ユニット庫内
   温度記憶手段を有し、目標温度生成手段は前記最低の目
   標庫内温度と前記最低の目標庫内温度が設定されたユニ
   ットの庫内温度に基づいて目標温度を生成することを特
   徴とする請求項１または２に記載の冷凍装置。
5. 【請求項５】 目標温度は、最低の目標庫内温度−予め
   定められた所定温度−（前記最低の目標庫内温度−最低
   の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度）×パ
   ラメータ値で与えられ、前記パラメータ値は予め定めら
   れた整数であることを特徴とする請求項４に記載の冷凍
   装置。
6. 【請求項６】 最低の目標庫内温度が設定されたユニッ
   トの一定時間前の庫内温度を記憶する最低目標庫内温度
   ユニット庫内温度蓄積手段を有し、目標温度生成手段は
   前記最低の目標庫内温度と前記最低の目標庫内温度が設
   定されたユニットの庫内温度と前記最低の目標庫内温度
   が設定されたユニットの一定時間前の庫内温度とに基づ
   いて目標温度を生成することを特徴とする請求項４に記
   載の冷凍装置。
7. 【請求項７】 目標温度は、最低の目標庫内温度−予め
   定められた所定温度−（最低の目標庫内温度−最低の目
   標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度）×（予め
   定められた変動温度−最低の目標庫内温度が設定された
   ユニットの庫内温度＋最低の目標庫内温度が設定された
   ユニットの一定時間前の庫内温度）で与えられ、前記予
   め定められた変動温度は正の数であり、かつ（予め定め
   られた変動温度−最低の目標庫内温度が設定されたユニ
   ットの庫内温度＋最低の目標庫内温度が設定されたユニ
   ットの一定時間前の庫内温度）は０以上であることを特
   徴とする請求項６に記載の冷凍装置。
8. 【請求項８】 最低の目標庫内温度が設定されたユニッ
   トの連続運転時間を計算する最低目標温度連続運転時間
   計時手段を有し、目標温度生成手段は前記最低の目標庫
   内温度と前記最低の目標庫内温度が設定されたユニット
   の庫内温度と前記最低の目標庫内温度が設定されたユニ
   ットの連続運転時間とに基づいて目標温度を生成するこ
   とを特徴とする請求項４に記載の冷凍装置。
9. 【請求項９】 目標温度は、最低の目標庫内温度−予め
   定められた所定温度−（最低の目標庫内温度−最低の目
   標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度）×パラメ
   ータ値で与えられ、前記パラメータ値は、連続運転時間
   が予め定めた所定時間を超える場合には１、そうでない
   場合には（連続運転時間／所定時間）であることを特徴
   とする請求項８に記載の冷凍装置。
10. 【請求項１０】 外気の温度を検出する外気温度検知手
    段を有し、目標温度生成手段は最低の目標庫内温度と前
    記最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度
    と前記外気温度とに基づいて目標温度を生成することを
    特徴とする請求項４に記載の冷凍装置。
11. 【請求項１１】 目標温度は、最低の目標庫内温度−予
    め定められた所定温度−（最低の目標庫内温度−最低の
    目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度）×パラ
    メータ値で与えられ、前記パラメータ値は、外気温度が
    予め定めた所定外気温度を超える場合には１、そうでな
    い場合には（外気温度／所定外気温度）であることを特
    徴とする請求項１０に記載の冷凍装置。
12. 【請求項１２】 内部に時計を備えた計時手段を有し、
    目標温度生成手段は最低の目標庫内温度と前記最低の目
    標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度と前記計時
    手段で得られた時刻とに基づいて目標温度を生成するこ
    とを特徴とする請求項４に記載の冷凍装置。
13. 【請求項１３】 目標温度は、最低の目標庫内温度−予
    め定められた所定温度−（最低の目標庫内温度−最低の
    目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度）×パラ
    メータ値で与えられ、前記パラメータ値は、昼間の一定
    時間帯と、他の一定時間帯とで異なることを特徴とする
    請求項１２に記載の冷凍装置。
14. 【請求項１４】 目標温度生成手段は、ユニットに設定
    された目標庫内温度を検出できない場合には、目標温度
    を予め定めた第２の所定温度下げることを特徴とする請
    求項１から請求項１３のいずれかに記載の冷凍装置。
15. 【請求項１５】 圧縮機の駆動モータは誘導電動機であ
    り、制御手段は、圧縮機の容量が予め定められた所定容
    量を下回る時間を計算し、前記時間が所定時間を超える
    場合には、前記所定容量で圧縮機を制御することを特徴
    とする請求項１から請求項１４のいずれかに記載の冷凍
    装置。
16. 【請求項１６】 蒸発器を持つ複数のユニットと、請求
    項１から請求項１５のいずれかに記載の冷凍装置と、前
    記ユニットと前記冷凍装置とを接続する冷媒配管とを有
    することを特徴とする冷凍システム。