JP2005155948A - 運転状態管理装置およびデータベース装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 出力を可変とする冷凍機を備えたショーケース冷却システムにおけるショーケースの故障予測を行う技術を提供する。
【解決手段】 本発明の運転状態管理装置５０は、ショーケースの運転状態に関するデータを、所定の運転条件群に応じて分類して記憶したデータベース６０と、ショーケースの現在の運転状態に関するデータと、現在の運転条件群の値と同一の運転条件群におけるデータベース内の過去のデータとを比較することにより、ショーケースの現在の運転状態を評価する評価部５４とを備える。サンプル量が少ない場合には、データベース６０は、ショーケースの過去の運転状態に関するデータを所定の運転条件群に応じて分類し、分類したデータと、冷凍機出力量とを対応付けて記憶してもよい。
【選択図】 図５

Description

本発明は、食品店舗などに設置されるショーケースや業務用冷蔵庫・冷凍庫などの機器の運転状態を管理する技術に関する。

スーパーマーケットやコンビニエンスストアなどの食品店舗には、その店舗規模に応じて数台から数十台の食品保存・陳列用の低温ショーケースが設置されている。冷凍機は圧縮機や凝縮器などを備え、各低温ショーケースに設けた蒸発器をこの圧縮機に対して冷媒配管にて並列接続させる。一般に冷凍機は、複数台のショーケースに接続される。ショーケースの庫内温度調節は、冷媒との熱交換により冷却した空気を電磁弁の開閉により庫内に循環させることで行われる。目標となる設定温度は、陳列対象とする食品により異なり、陳列する食品が冷凍食品の場合には−２０℃などの冷凍温度に、また、肉や魚などの生鮮食品の場合には例えば−３℃〜０℃などの氷温に、或いは、野菜などの場合には更に高い温度（＋５℃〜＋１０℃など）が設定温度となる。

このようなショーケースが何らかの原因で故障し、庫内の食品を適切な温度に保存できなくなると、食品が劣化してしまう。そのため、的確な故障診断または故障予測を行うことが好ましく、例えば従来において機器の運転状態を管理して、現在の運転状態を評価する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１０−２３８９２０号公報

ショーケースや冷凍機に様々なセンサを取り付け、運転状態を把握することは可能であるが、センサ数が増大するため、コスト的に実用化は困難である。また、ショーケースの出荷前、すなわち店舗に設置する前に、ショーケースの製造メーカが実験により故障判定の条件を予め取得し、その判定条件を用いて店舗内設置後の故障診断を行うアプローチも考えられるが、実際の設置環境に即した判定条件を得ることは不可能であるため、実用的ではない。また、近年、複数台のコンプレッサを有し、その幾つかにインバータを設けて、負荷に応じた容量制御を行うことのできるマルチ冷凍機が実用化されている。マルチ冷凍機の場合、コンプレッサが１台のみの場合と比較して、出力量をより広範囲に制御することができるようになっている。そのため、ショーケースの故障判定に関する要因としての影響が大きくなっており、コンプレッサ出力量を考慮した故障予測方法を確立する必要がある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ショーケースなどの機器の運転状態を的確に管理する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は、ショーケースと、ショーケースに冷媒を供給する１または複数の冷凍機とを備えたショーケース冷却システムの運転状態管理装置を提供する。この運転状態管理装置は、ショーケースの過去の運転状態に関するデータを所定の運転条件群に応じて分類し、分類したデータと、当該運転条件群とは異なる過去の他の運転条件とを対応付けて記憶したデータベースと、ショーケースの現在の運転条件群の値と同一の運転条件群における前記データベース内の過去のデータとその過去のデータに対応付けられた他の運転条件との組を複数抽出する抽出部と、複数抽出した過去のデータと他の運転条件との組をもとに、現在の運転状態を評価する評価部とを備える。所定の運転条件群は、抽出部におけるデータ組の抽出時に、検索用キーとして利用される。

この態様の運転状態管理装置によると、過去の運転状態をもとに現在の運転状態を評価するため、ショーケースの設置環境に即した故障予測を行うことができる。また、データベースにおいて、運転状態に関するデータと、運転条件群とは異なる他の運転条件を対応付けて記憶することで、データのサンプル数が少ない場合であっても、的確に現在の運転状態を判定することが可能となる。

本発明の別の態様は、機器の過去の運転状態に関するデータを所定の運転条件群に応じて分類し、分類したデータと、当該運転条件群とは異なる過去の他の運転条件とを対応付けて記憶したデータベースと、機器の現在の運転条件群の値と同一の運転条件群における前記データベース内の過去のデータと、その過去のデータに対応付けられた他の運転条件の組を複数抽出する抽出部と、複数抽出した過去のデータと他の運転条件との組をもとに、現在の運転状態を評価する評価部とを備える運転状態管理装置を提供する。

この態様の運転状態管理装置によると、過去の運転状態をもとに現在の運転状態を評価するため、機器の設置環境に即した故障予測を行うことができる。また、データベースにおいて、運転状態に関するデータと、運転条件群とは異なる他の運転条件を対応付けて記憶することで、データのサンプル数が少ない場合であっても、的確に現在の運転状態を判定することが可能となる。

本発明のさらに別の態様は、複数のショーケースと、複数のショーケースに冷媒を供給する複数のコンプレッサを有する冷凍機とを備えたショーケース冷却システムの運転状態管理装置を提供する。この態様の運転状態管理装置は、ショーケースの運転状態に関するデータを、複数のコンプレッサからの出力を含めた所定の運転条件群に応じて分類して記憶したデータベースと、ショーケースの現在の運転状態に関するデータと、現在の運転条件群の値と同一の運転条件群における前記データベース内の過去のデータとを比較することにより、ショーケースの現在の運転状態を評価する評価部とを備える。

この態様の運転状態管理装置によると、過去の運転状態をもとに現在の運転状態を評価するため、機器の設置環境に即した故障予測を行うことができる。また、データベースにおいて、複数のコンプレッサからの出力を含めた運転条件群に応じて運転状態に関するデータを記憶させることで、いわゆるマルチ冷凍機のように冷凍機の出力量が可変となるシステムにおいても、的確に現在の運転状態を判定することが可能となる。

また本発明のさらに別の態様は、複数のコンプレッサを有する冷凍機と接続するショーケースの故障判定用に用いられるデータを記録したデータベース装置であって、ショーケースの過去の運転状態に関するデータを所定の運転条件群に応じて分類し、分類したデータと、冷凍機出力量とを対応付けて記憶したデータベース装置を提供する。

また本発明のさらに別の態様は、ショーケースと、ショーケースに冷媒を供給する１または複数の冷凍機とを備えたショーケース冷却システムの運転状態管理装置を提供する。この態様の運転状態管理装置は、ショーケースの過去の運転状態に関するデータを、前記冷凍機からの出力を含む第１運転条件群に応じて分類して記憶した第１データベースと、ショーケースの現在の運転状態に関するデータと、現在の第１運転条件群の値と同一の過去の第１運転条件群における前記第１データベース内のデータとを比較することにより、ショーケースの現在の運転状態を評価する第１評価部と、ショーケースの過去の運転状態に関するデータを第２運転条件群に応じて分類し、分類したデータと、当該第２運転条件群とは異なる過去の他の運転条件とを対応付けて記憶した第２データベースと、前記第１データベースにショーケースの現在の第１運転条件群の値と同一の第１運転条件群が存在しない場合に、ショーケースの現在の第２運転条件群の値と同一の過去の第２運転条件群における前記第２データベース内のデータと当該データに対応付けられた他の運転条件との組を複数抽出する抽出部と、複数抽出した前記第２データベース内のデータと前記他の運転条件との組をもとに、現在の運転状態を評価する第２評価部とを備える。

この態様の運転状態管理装置によると、２つのデータベースが存在しており、運転条件群ごとのサンプル数に応じた運転状態の評価を行うことが可能となる。第１運転条件群は、第２運転条件群の要素を全て含んでよい。これにより、データのサンプル量が少ない場合には、第２運転条件群に関する第２データベースを構成し、サンプル数が増えていくと、第１運転条件群に関する第１データベースとして移行させてもよい。これにより、少ないデータ量を有効に利用し、またデータ量の増加にともなって、運転状態の評価が容易となるデータベース装置を実現することもできる。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、出力量が可変となる冷凍機を備えたシステムにおいてショーケースの故障予測を的確に行う技術を提供することができる。

図１は、ショーケース１および冷凍機２からなる冷設機器の構造を示す。このショーケース１は、縦型オープンショーケースであり、食品を並べるための貯蔵室３内には複数段の棚が架設されている。貯蔵室３の背方に位置する内層ダクト７内の下部には蒸発器４が縦設されている。貯蔵室３の上方には、外層吐出口５と内層吐出口６が前後に並設されており、外層吐出口５は外層ダクト８に、内層吐出口６は内層ダクト７にそれぞれ連通している。また、貯蔵室３の下方には吸込口９が形成され、底部ダクトに連通している。

底部ダクト内には送風機（図示せず）が設けられており、送風機が運転されると、底部ダクト内の空気は内層ダクト７および外層ダクト８に向けて吹き出される。外層ダクト８においてはそのまま吹き上げられると共に、内層ダクト７においては蒸発器４と熱交換した後吹き上げられ、外層吐出口５および内層吐出口６から、下方の吸込口９に向けてそれぞれ吹き出される。これによって、貯蔵室３の開口部には内側の冷気エアーカーテンとそれを保護する外側のエアーカーテンとが形成され、貯蔵室３への外気の侵入が阻止若しくは抑制されると共に、内側の冷気エアーカーテンの一部が貯蔵室３内に循環して貯蔵室３内が冷却される。制御温度センサ１３は、内層ダクト７から吐出される空気の温度を検出する。

冷却空気は吸込口９から底部ダクトに帰還し、送風機に再び吸い込まれる。また、蒸発器４には霜取りヒータ１０が取り付けられており、発熱して蒸発器４の着霜を融解する。なお、ここでは、１台の冷凍機２に対して１台のショーケース１のみを示すが、実際の店舗内での設置環境では、複数台のショーケース１が冷凍機２に接続される。

図２は、実施例に係るショーケース冷却システム２０の機能ブロック図を示す。ショーケース冷却システム２０は、複数のショーケース１ａ、１ｂ、１ｃと冷凍機２を備える。ショーケース１ａ、１ｂ、１ｃ（以下、総称する場合は「ショーケース１」と呼ぶ）は、電磁弁１１ａ、１１ｂ、１１ｃ（以下、総称する場合は「電磁弁１１」と呼ぶ）をそれぞれ備えており、冷凍機２から供給される冷媒は、共通配管１２を通じて電磁弁１１から各ショーケース１に導入される。なお、図示の例では、便宜上、ショーケース１と電磁弁１１とが分離されているように示されているが、実際には一体として構成されている。ショーケース１は、空気温度値と設定温度値との差に基づいて電磁弁１１の開閉を制御する機能をもつ。冷凍機２は、電磁弁１１の開弁動作による冷媒圧力の変化を検出すると、コンプレッサを駆動して、開弁したショーケース１に冷媒を供給する。

ショーケース冷却システム２０は、さらに、ショーケース１の運転状態を管理する運転状態管理装置５０を備える。運転状態管理装置５０は、ショーケース１および冷凍機２と電気的に接続されている。運転状態管理装置５０と、ショーケース１および冷凍機２とは、ＬＡＮやＷＡＮなどのネットワークで接続されてもよく、また接続方式は無線であるか有線であるかを問わない。運転状態管理装置５０とショーケース１および冷凍機２とは、直接ケーブルなどで接続されてもよい。

運転状態管理装置５０は、ショーケースなどの機器の運転状態に関するデータを機器の運転条件ごとに分類して、過去の運転状態を記憶したデータベースを構築する機能をもつ。また、運転状態管理装置５０は、過去の運転状態についてのデータベースの内容をもとに、現在の運転状態を評価し、現在の運転状態が故障であるか、または故障になる可能性が高いかを判定する故障判定機能をもつ。このように、運転状態管理装置５０は、ショーケースなどの機器の運転状態を運転条件に応じてデータベース化し、またこのデータベースを利用して、現在の運転状態を評価する管理機能を実現する。

運転状態管理装置５０による運転状態管理機能は、ＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。プログラムは、運転状態管理装置５０に内蔵されていてもよく、また記録媒体に格納された形態で外部から供給されるものであってもよい。したがって運転状態管理装置５０による機能がハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者に理解されるところである。運転状態管理装置５０は、専用の端末機として存在してもよく、また所期のプログラムをダウンロードすることで機能するパーソナルコンピュータなどの汎用機として存在してもよい。また、運転状態管理装置５０は、冷凍機２と一体として構成されてもよく、またショーケース１の１つが、運転状態管理装置５０としての役割を果たしてもよい。

図３は、冷凍機２のコンプレッサを模式的に示す。冷凍機２は、複数のコンプレッサ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ（以下、総称する場合は「コンプレッサ１５」と呼ぶ）を備えた、いわゆる「マルチ冷凍機」と呼ばれるタイプであり、その運転台数を負荷に応じて容量制御することができる。コンプレッサ１５ａにはインバータが設けられ、０から４ｋＷの範囲で出力容量を可変とする。このコンプレッサ１５ａには、回転数を計測する回転数センサ１６が設けられる。マルチ冷凍機において、通常、インバータは、複数のコンプレッサのうちの１つに設けられるが、複数のコンプレッサに設けられてもよい。通信部１７は、各コンプレッサ１５の状態、すなわちコンプレッサ１５のオンオフ情報と、回転数センサ１６により計測される回転数を、運転状態管理装置５０に送信する。

図４は、ショーケース１の電磁弁制御機能を実現する機能ブロック図である。ショーケース１の制御部２１は、汎用マイクロコンピュータにて構成されている。制御温度センサ１３は、ショーケース１の内層吐出口６からの空気温度を測定し、測定値を制御部２１に送出する。制御部２１は、内層吐出口６から吹き出される空気温度の設定値を保持している。制御部２１は、この設定値と、制御温度センサ１３で測定された空気温度値に基づき、電磁弁開閉部２２を通じて電磁弁の開閉制御を行う。例えば、制御部２１は、測定温度値が設定値よりも所定値以上高くなれば電磁弁１１を開放して冷却空気を貯蔵室３に導入し、測定温度値が設定値以下に低下すれば電磁弁１１を閉じる。制御部２１は、通信部２３を介して、電磁弁の開閉に関するデータ、すなわちオンオフ情報を運転状態管理装置５０に送信する。具体的に、オンオフ情報は、電磁弁１１の開放時間および閉鎖時間を示すものである。

図５は、運転状態管理装置５０の機能ブロック図である。運転状態管理装置５０は、制御部５２、評価部５４、報知部５６、登録部５８、データベース６０、通信部６２およびデータ抽出部６４を備える。外気温センサ６６は外気温度を測定し、室温センサ６８は店内温度を測定する。外気温センサ６６は店舗外に、また室温センサ６８は店舗内に設けられ、店舗内外に存在する機器の熱的影響を受けない場所に配置されるのが好ましい。外気温センサ６６および室温センサ６８の測定結果は制御部５２に送られる。なお制御部５２は時計機能を備えている。

既述したように、本実施例における運転状態管理装置５０は、データベース６０の構築機能と故障判定機能をもつ。以下では１つのショーケース１を例にとるが、運転状態管理装置５０は、複数のショーケース１に対して、同様の手順でデータベースの構築および故障の判定を行うことができる。

ショーケース１が店舗内にはじめて設置された後、データベース６０を構築していく手順を示す。運転状態管理装置５０の通信部６２は、ショーケース１から送られてくる電磁弁１１の開閉（オンオフ）に関する情報を受信する。制御部５２は、電磁弁１１のオンオフ情報からショーケース１の所定時間における運転率を算出する。尚、この場合の運転率とは、電磁弁１１の開放時間と閉鎖時間との和で開放時間を割った値となる。

また通信部６２は、冷凍機２からコンプレッサの運転情報を受け取る。コンプレッサの運転情報は、各コンプレッサ１５のオンオフ情報と、回転数センサ１６による回転情報を含む。制御部５２は、コンプレッサの運転情報から、冷凍機２の出力量を算出する。図３を参照して、コンプレッサ１５ａの出力量をＡout、コンブレッサ１５ｂの出力量をＢout、コンプレッサ１５ｃの出力量をＣout、コンプレッサ１５ｄの出力量をＤoutと呼ぶと、マルチ冷凍機全体の出力量Ｗoutは、
Ｗout＝Ａout＋Ｂout＋Ｃout＋Ｄout
と計算することができる。コンプレッサ１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの出力量は、オンの場合は最大出力量、オフの場合はゼロとして求めることができる。なお、コンプレッサ１５ａの出力量Ａoutは、以下のように求められる。
Ａout＝（コンプレッサ１５ａの最大出力）×（現在の回転数／最大出力時の回転数）
現在の回転数は、回転数センサ１６による測定結果である。

なお、インバータが他のコンプレッサ１５にも設けられる場合、そのコンプレッサの出力量は、上記したＡoutの式により求められる。制御部５２は、冷凍機の出力量Ｗoutをサンプリング時間ごとに計測して、例えば１時間分の平均値を求める。

制御部５２は、時刻、外気温センサ６６で測定される外気温度、室温センサ６８で測定される店内温度、計算したショーケース１の運転率、および冷凍機２の出力量を登録部５８に送出する。

登録部５８は、ショーケース１の運転状態に関するデータを所定の運転条件群に応じて分類し、データベース６０に記憶させる。運転条件とは、ショーケース１の運転における外部条件であり、この例では時刻、外気温度、店内温度および冷凍機出力量が該当し、運転状態に関するデータは、ショーケース１の電磁弁１１の運転に関するデータ、すなわち運転率が該当する。本実施例において、運転条件として用いる時刻、外気温度および店内温度は店舗において通常測定されるものであり、特別なセンサを要しない。

登録部５８は、時刻、外気温度、店内温度および冷凍機出力量を所定の運転条件群と設定し、この運転条件群に応じて運転率を分類し、データベース６０に記憶させる。登録部５８は、ショーケース１の設置当初からの運転率を所定時間毎に算出し、運転条件に応じて分類して記憶させていく。同一の運転条件下で複数の運転率が算出された場合は、それらの平均値を該当する運転条件下での運転率としてもよいし、その他統計的な手法により適切な値を採用することにしてもよい。このように、運転率を算出する期間を長く設定することで、データの信頼性を上げることができる。

図６は、データベース６０の内容を示す。この例では、１２時から１３時の時刻、２８℃から３０℃の外気温度、２４℃から２６℃の店内温度、８ｋＷから１０ｋＷの冷凍機出力量である４つの運転条件をキーとして、運転率を算出した結果を示す。なお、温度に２℃の範囲をもたせ、また冷凍機出力量にも２ｋＷの範囲をもたせているが、この範囲は任意であってよい。この４つの運転条件が成立するときの運転率の平均値は０．６である。すなわち、１２時から１３時の間で、２８℃から３０℃の外気温度、２４℃から２６℃の店内温度、８ｋＷから１０ｋＷの冷凍機出力量の運転条件が成立する場合、過去の経験から、運転率は大体０．６程度となることが示される。

設置当初から１年間経過するまで運転率のデータをとることで、店舗の設置環境に応じたデータベース６０を構築することができる。データベース６０は、ショーケース１が店舗に設置されている間、常に更新されていてもよく、また設置から１年などの所定期間内で構築を完了されてもよい。以上により、４つの運転条件を運転条件群とする場合のデータベース６０が構築される。

次に、図６に示すデータベースを用いた運転状態管理装置５０のショーケース故障予測方法を示す。制御部５２は、ショーケース１から随時送られてくる電磁弁１１のオンオフ情報により運転率を算出する。算出した運転率は、評価部５４に送られる。また、現時点の時刻、外気温度、店内温度および冷凍機出力量も、評価部５４に送られる。評価部５４は、現在の運転条件の値である現時刻、外気温度、店内温度および冷凍機出力量を、データ抽出部６４に送る。

データ抽出部６４は、ショーケース１の現在の運転条件の値と同一の運転条件群におけるデータベース６０内の過去のデータを抽出する。例えば、現在の運転条件の値が、時刻１２時３０分、外気温度２８℃、店内温度２５℃、冷凍機出力量９ｋＷである場合、データ抽出部６４は、図６に示される運転率をデータベース６０から抽出する。これは、図６に示す運転条件群の範囲内に、現在の運転条件の値が含まれているためである。なお、現在の運転条件のうち、どれか１つでも図６に示す条件と合致しなければ、全ての条件を満足する運転条件群を参照して、運転率を取得する。取得した運転率は、評価部５４に送られる。

評価部５４は、現時点の運転率（運転状態）と、データベース６０に記憶されているショーケース１の過去の運転状態に関するデータすなわち運転率とを比較し、現在の運転状態を評価する。このとき、現時点の運転率と、過去の運転率が著しく異なる場合、例えば過去の運転率が０．６であるのに対して、現時点の運転率が１．０であるような場合は、評価部５４は、ショーケース１に故障が発生しているか、または発生する可能性が高いことを判定する。故障予測は、例えば現時点の運転率と過去の運転率の差分をもとに定められてもよく、その場合は、その差分が閾値を超えるか否かで判定することができる。また、運転率の異常が数日続いたことを条件として、評価部５４は、故障の予測を判定してもよい。これにより、一時的な異常動作により故障予測を行う可能性を低減し、故障予測の信頼性を向上することができる。

運転状態管理装置５０によると、現時点の運転状態と過去の運転状態とを比較しているので、運転状態の推移を検出でき、故障の発生を事前に予測することができる。故障状態に至っていなくとも、同一の運転条件下での運転率が悪化している場合には、何らかの原因でそのような状態に陥ったものと推測することができ、そのまま放置すればいずれ故障状態になると判断することができるからである。その予測結果は、モニタやスピーカなどから構成される報知部５６より、オペレータに報告される。また、メンテナンス業者に自動的に連絡がなされてもよい。

このように、運転条件としてコンプレッサの出力量を考慮することで、故障予測の信頼性を向上することができる。例えば、同一運転条件下でコンプレッサの出力量が異なる状態を比較すると、コンプレッサの出力量が大きければそれだけ冷却能力が大きく、ショーケースの運転率を低くすることができると考えられる。また逆の場合、運転率は高くなると考えられる。従来の方法では、これらの運転率が同一の運転条件下にあるとみなされるため、運転率の値にばらつきが生じてしまう。本手法によれば、これらの運転率は異なる運転条件下にあるとみなすことができ、運転率の平均値の精度を向上させることができる。

なお、図６に示すデータベース６０では、４つの運転条件に対応付けて運転率を記憶しているが、運転条件の個数が多いと、サンプル値である運転率のデータの数が多くとれないことになる。サンプル数が少ない場合は、故障予測判定の信頼性に問題があり、好ましくない。長期間のデータ取得を行える場合は、図６に示すデータベース６０を作成できるが、データ取得からまだ時間がそれほど経過していない場合には、少ないサンプル結果を有効に利用する必要がある。そのような観点から、以下ではデータベースの別の構築例を示す。なお、運転状態管理装置５０において、以下で説明するデータベース６０は、図６に示すデータベースを構築するまでの間に暫定的に利用されるものとして扱われてもよい。

登録部５８は、時刻、外気温度および店内温度を所定の運転条件群と設定し、この運転条件群に応じて運転率を分類し、分類した運転率と、所定の運転条件群とは異なる運転条件、すなわち冷凍機出力量とを対応付けてデータベース６０を構築する。すなわち、この例では、冷凍機出力量を、運転率を分類するためのキー情報としては利用せず、運転率と対応付けてデータベース６０に記録する対象として扱っている。

図７は、運転条件群の個数を減らしたデータベース６０の内容を示す。この例では、１２時から１３時の時刻、２８℃から３０℃の外気温度、２４℃から２６℃の店内温度の運転条件のもとで過去に測定された運転率、およびそのときの冷凍機出力量とが対応付けて記憶されている。インバータ付きコンプレッサを備えた冷凍機２の場合、容量を可変とすることができるため、冷凍機出力量を運転条件群に含めると、運転条件の組合せによっては適当数のサンプルが得られないことが考えられる。そのため、運転条件群を、時刻、外気温度および店内温度の３種類として設定し、この運転条件群をキーとして運転率を分類することで、同一条件下のサンプル値を多くとることができる。なお、運転率と冷凍機出力量の対応は、１回のサンプリングにおいて取得されてもよく、また複数回のサンプリングを平均した結果として取得されてもよい。

以下では、図７に示すデータベースを用いた運転状態管理装置５０のショーケース故障予測方法を示す。制御部５２は、ショーケース１から随時送られてくる電磁弁１１のオンオフ情報により運転率を算出する。算出した運転率は、評価部５４に送られる。また、現時点の時刻、外気温度、店内温度および冷凍機出力量も、評価部５４に送られる。評価部５４は、現在の運転条件の値である現時刻、外気温度および店内温度を、データ抽出部６４に送る。

データ抽出部６４は、ショーケース１の現在の運転条件の値と同一の運転条件群におけるデータベース６０内の過去のデータと、その過去のデータに対応づけられた運転条件の組を複数抽出する。例えば、現在の運転条件の値が、時刻１２時３０分、外気温度２８℃、店内温度２５℃である場合、データ抽出部６４は、図７に示される運転率と冷凍機出力量の組をデータベース６０から複数抽出する。これは、図７に示す運転条件群の範囲内に、現在の運転条件の値が含まれているためである。なお、現在の運転条件のうち、どれか１つでも図７に示す条件と合致しなければ、全ての条件を満足する運転条件群を参照して、運転率および冷凍機出力量を取得する。取得した運転率および冷凍機出力量は、評価部５４に送られる。

評価部５４は、過去にサンプリングされた運転率と冷凍機出力量の複数組から、例えば最小２乗法などを用いて評価式を生成する。評価式を作成するタイミングは、サンプル値が追加された時点で新たに評価式を作成してもよいし、評価式の作成に計算量を要するようであれば、例えば１日１回のように頻度を決めて更新してもよい。評価部５４は、このようにして事前に作成された評価式をもとに、現在の運転状態を評価する。

図８は、図７に示すデータベースの内容を、グラフ上にプロットし、評価式を生成した例を示す。縦軸は運転率、横軸は冷凍機出力量を示す。評価部５４は、これらのプロット点をもとに、最小２乗法などを利用して、評価式を生成する。評価式は、グラフ上に直線で示されている。現時点の運転率と冷凍機出力量がこの評価式から大きく外れていれば、評価部５４は、ショーケース１に故障が発生しているか、または発生する可能性が高いことを判定する。評価式をもとに、測定値がエラーであるか否かを判定する方法は既知の方法を用いてよい。評価式をもとに、測定値がエラーであるか否かを判定する方法は、例えば現時点の運転率と冷凍機出力量のプロット点と、評価式との距離を測定し、その値と事前にあらかじめ設定された閾値との比較を行うようにする方法がある。なお、判定方法はこれに限らず、例えば統計学の棄却検定手法などのような既知である他の方法を用いてもよい。

このように、データベース６０の分類要素を少なくすることで、少ないサンプル数であってもデータベース６０を効果的に構築することができる。また、評価式を利用することで、ショーケース１の故障予測の機能も実現することができる。

以上、実施例をもとに本発明を説明した。なお本発明はこの実施例に限定されることなく、そのさまざまな変形例もまた、本発明の態様として有効である。

実施例では、２種類のデータベースの構築方法を示したが、運転条件群ごとのサンプル数に応じて、両者を併用することも可能である。例えば、時刻、外気温度、店内温度および冷凍機出力量の４つの運転条件における運転率のデータ量が多くとれる場合には、その４つの運転条件を、データベース６０における運転条件群として設定する。一方で、運転率のデータ量が多くとれない場合には、時刻、外気温度および店内温度の３つの運転条件を運転条件群として設定する。なお、データ量が増加していけば、４つの運転条件をキーとしたデータベース６０に順次移行していく。評価部５４は、データベース６０において現在の運転条件群の値と同一の４つの運転条件群に対応付けられた運転率のデータが記憶されている場合は、この運転率のデータをもとに運転状態を評価する。また、データベース６０において、現在の運転条件群の値と同一の４つの運転条件群に対応付けられた運転率のデータが記憶されておらず、冷凍機出力量を除いた運転条件群の値と同一の３つの運転条件群に対応付けられた運転率のデータが記憶されている場合には、そのデータと、そのデータに対応付けられた冷凍機出力量の複数組から、運転状態を評価する。これにより、少ないデータ量を有効に利用し、またデータ量の増加にともなって、故障判定の評価が容易となるデータベース装置を実現することもできる。

ショーケースおよび冷凍機からなる冷設機器の構造を示す図である。 実施例に係るショーケース冷却システムの機能ブロック図である。 冷凍機のコンプレッサを模式的に示す図である。 ショーケースの電磁弁制御機能を実現する機能ブロック図である。 運転状態管理装置の機能ブロック図である。 データベースの内容を示す図である。 運転条件群の個数を減らしたデータベースの内容の変形例を示す図である。 図７に示すデータベースの内容をグラフ上にプロットし、評価式を生成した例を示す図である。

符号の説明

１・・・ショーケース、２・・・冷凍機、１１・・・電磁弁、１３・・・制御温度センサ、２０・・・ショーケース冷却システム、５０・・・運転状態管理装置、５２・・・制御部、５４・・・評価部、５６・・・報知部、５８・・・登録部、６０・・・データベース、６２・・・通信部、６４・・・データ抽出部、６６・・・外気温センサ、６８・・・室温センサ。

Claims (10)

1. ショーケースと、ショーケースに冷媒を供給する１または複数の冷凍機とを備えたショーケース冷却システムの運転状態管理装置であって、
   ショーケースの過去の運転状態に関するデータを所定の運転条件群に応じて分類し、分類したデータと、当該運転条件群とは異なる過去の他の運転条件とを対応付けて記憶したデータベースと、
   ショーケースの現在の運転条件群の値と同一の運転条件群における前記データベース内の過去のデータとその過去のデータに対応付けられた他の運転条件との組を複数抽出する抽出部と、
   複数抽出した過去のデータと他の運転条件との組をもとに、現在の運転状態を評価する評価部と、
   を備えることを特徴とする運転状態管理装置。
2. 冷凍機は複数のコンプレッサを有して構成されており、
   所定の運転条件群と異なる他の運転条件は、冷凍機の出力量であることを特徴とする請求項１に記載の運転状態管理装置。
3. 機器の過去の運転状態に関するデータを所定の運転条件群に応じて分類し、分類したデータと、当該運転条件群とは異なる過去の他の運転条件とを対応付けて記憶したデータベースと、
   機器の現在の運転条件群の値と同一の運転条件群における前記データベース内の過去のデータと、その過去のデータに対応付けられた他の運転条件の組を複数抽出する抽出部と、
   複数抽出した過去のデータと他の運転条件との組をもとに、現在の運転状態を評価する評価部と、
   を備えることを特徴とする運転状態管理装置。
4. 前記評価部は、複数抽出した過去のデータと他の運転条件との組から運転状態評価用の評価式を生成し、この評価式を利用して、現在の運転状態を評価することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の運転状態管理装置。
5. 複数のショーケースと、複数のショーケースに冷媒を供給する複数のコンプレッサを有する冷凍機とを備えたショーケース冷却システムの運転状態管理装置であって、
   ショーケースの運転状態に関するデータを、複数のコンプレッサからの出力を含めた所定の運転条件群に応じて分類して記憶したデータベースと、
   ショーケースの現在の運転状態に関するデータと、現在の運転条件群の値と同一の運転条件群における前記データベース内の過去のデータとを比較することにより、ショーケースの現在の運転状態を評価する評価部と、
   を備えることを特徴とする運転状態管理装置。
6. 複数のコンプレッサを有する冷凍機と接続するショーケースの故障判定用に用いられるデータを記録したデータベース装置であって、ショーケースの過去の運転状態に関するデータを所定の運転条件群に応じて分類し、分類したデータと、冷凍機出力量とを対応付けて記憶したデータベース装置。
7. ショーケースと、ショーケースに冷媒を供給する１または複数の冷凍機とを備えたショーケース冷却システムの運転状態管理装置であって、
   ショーケースの過去の運転状態に関するデータを、前記冷凍機からの出力を含む第１運転条件群に応じて分類して記憶した第１データベースと、
   ショーケースの現在の運転状態に関するデータと、現在の第１運転条件群の値と同一の過去の第１運転条件群における前記第１データベース内のデータとを比較することにより、ショーケースの現在の運転状態を評価する第１評価部と、
   ショーケースの過去の運転状態に関するデータを第２運転条件群に応じて分類し、分類したデータと、当該第２運転条件群とは異なる過去の他の運転条件とを対応付けて記憶した第２データベースと、
   前記第１データベースにショーケースの現在の第１運転条件群の値と同一の第１運転条件群が存在しない場合に、
   ショーケースの現在の第２運転条件群の値と同一の過去の第２運転条件群における前記第２データベース内のデータと当該データに対応付けられた他の運転条件との組を複数抽出する抽出部と、
   複数抽出した前記第２データベース内のデータと前記他の運転条件との組をもとに、現在の運転状態を評価する第２評価部と、
   を備えることを特徴とする運転状態管理装置。
8. 前記第１運転条件群は、第２運転条件群の要素を全て含むことを特徴とする請求項７に記載の運転状態管理装置。
9. 冷凍機は複数のコンプレッサを有して構成されており、
   前記第２運転条件群と異なる他の運転条件は、冷凍機の出力量であることを特徴とする請求項７または８に記載の運転状態管理装置。
10. 前記第２評価部は、複数抽出した過去のデータと他の運転条件との組から運転状態評価用の評価式を生成し、この評価式を利用して、現在の運転状態を評価することを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の運転状態管理装置。

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