JP2007064610A

JP2007064610A - 冷却装置の温度管理制御システム

Info

Publication number: JP2007064610A
Application number: JP2005282949A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Tokuyama; 勝己徳山; Koji Eto; 弘司江藤; Satoshi Sumiya; 聡角谷; Kiyoshi Horikoshi; 潔堀越
Original assignee: INE GIKEN KK; KEY STREAM KK; Chino Corp
Current assignee: INE GIKEN KK; KEY STREAM KK; Chino Corp
Priority date: 2005-08-30
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2007-03-15

Abstract

【課題】取引用計器で消費電力データによる消費電力の予測と屋外温度、室内温度、ショーケース内温度と商品の温度を正確に把握し、冷凍装置のデマンド制御と低消費化を可能とする温度管理制御方式を提供する。
【解決手段】サーバー１０は取引用計器８で取得し、消費電力データと無線ＬＡＮによるネットワークインターフェースを備えた冷却装置であるオープンショーケース１の温度データは無線ＬＡＮ親局５を経由して取得し、オープンショーケース１の温度管理と消費電力制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、スーパーマーケットやコンビニエンスストアなどの店舗に設置される冷蔵・冷凍ガラスショーケース、冷蔵・冷凍オープンケース等の冷却装置の温度制御方式とデマンド制御に関するものである。

従来技術としては、デマンド制御はスーパーマーケットやコンビニエンスストアなどの店舗では、３０分毎の使用電力を契約使用電力以下に抑えるよう、使用機器の動作を停止したり、警告による人為的な操作で電気機器の使用を制限するようにしている。

しかし、コンビニエンスストア等の店舗に設置される冷蔵ショーケース等の冷却装置は、自立制御機器が多く、冷却装置単体で温度制御を行っているため、デマンド管理による電力制御は困難であり、その対象とされていないことが多かった。

本発明における制御演算機器は、電力会社が設置している取引用計器より使用電力のデータを取得し、電力の使用状況、外気温度、及び室内温度による冷却装置の設置環境温度の計測結果、熱容量の小さい第１の温度センサの測定出力に基づいて冷却装置の制御動作を実行すると同時に、熱容量の大きい第２の温度センサの測定出力に基づいて、内容物の温度（以下、商品温度）の推定が可能な冷却装置を使用し、これらの機器の測定結果、動作状況をイーサネット、無線ＬＡＮ等のデータ網を経由して取得すると同時に、最適なデマンド制御を行う。

商品温度、冷却装置内温度の測定結果により商品の温度履歴を明確化すると同時に、取引用計器による消費電力測定値、及び屋外温度、室内温度による単位時間毎の消費電力の予測に基づき、冷却装置の設定温度を内容物の保存管理限界範囲内で変更することによりデマンド制御を実施し、消費電力の削減と定額料金の低減を可能とする。

ここでは、使用するデータ網を無線ＬＡＮ、冷却装置をオープンショーケース、制御演算機器をサーバー
としたとき、取引用計器８による消費電力測定値と無線ＬＡＮによるネットワークインターフェースを備えたオープンショーケース１の温度測定値は、無線ＬＡＮ親局５を経由して取得し、サーバー１０によってオープンショーケース１の温度管理と消費電力制御を行う。

以下、この発明の実施の形態について図１でシステム全体の機能ブロック、図２で冷却装置の機能ブロックと図３で冷却装置内のセンサの出力を用いて説明する。

スーパーマーケットなどの店舗には数多くの冷却装置が設置されている。本特許の実施例として、無線ＬＡＮによるネットワークインターフェースを備えた２台の冷凍用オープンショーケース１、リーチインショーケース２が設置され、室温を測定する温度計３と屋外温度を測定する温度計４が無線ＬＡＮ５を経由してサーバー１０に接続される。また、サーバー１０は商用電源６の消費電力を電力会社で設置されたＶＣＴ（電圧・電流変換器）７と取引用計器８とパルス変換器９で使用電力に比例したパルス情報を受信する。サーバー１０の蓄積データ及び制御データはＬＡＮ１１を経由して図示されていない保守センターと授受する。サーバー１０は図示されていないプロセッサー、メインメモリー、ハードディスク、ＣＤＲＯＭ、カレンダータイマー、各種ネットワークインターフェースを備えたメインユニットとディスプレー、キーボードで構成され、リナックスオペレーティングシステムソフトで本発明の機能を実現する。

図２は冷却装置の一例である。ショーケース１は図示されていない演算回路、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマー、アナログディジタル変換回路等で構成されるワンチップマイクロコンピュータ（マイコン）１０２とコンプレッサ１０６を制御する電磁開閉器で構成される制御器１０１を内蔵している。熱容量の小さい第１の温度センサ（以下、空気温度センサ）１０３、熱容量の大きい第２の温度センサ（以下、商品温度センサ）１０４はマイコン１０２に接続されている。マイコン１０２は単独でショーケース１の温度制御を行うと同時に無線ＬＡＮ１０７で店舗全体の電力制御を行うサーバーと情報の授受を行う。

ショーケース１内の空気温度は白金測温抵抗体、熱電対、またはサーミスタ等から成る空気温度センサ１０３で検出される。その出力はマイコン１０２内でアナログディジタル変換し、常時観測する。この空気温度センサ１０３の出力が上限制御温度２０を超えて高くなった場合、マイコン１０２は電磁開閉器１０５を閉じ、コンプレッサ１０６を起動する。更にマイコン１０２は空気温度センサ１０３の出力を観測し、上限制御温度２１に至までコンプレッサ１０６の起動を維持する。マイコン１０２が空気温度センサ１０３の出力が上限制御温度２１以下である事を検出すると電磁開閉器１０５を開き、コンプレッサ１０６を停止する。この制御を繰り返す事によりショーケース１内の温度は平均温度２２に維持される。

サーバー１０はプログラムで定められた時間間隔、例えば毎分、で電力使用量を取引用計器８よりパルス検出器９を経由して取得し、オープンショーケース１とリーチインショーケース２の空気温度と商品温度を無線ＬＡＮ親局５経由して取得する。ここでオープンショーケース１とリーチインショーケース２のマイコン１０２は無線ＬＡＮで伝送するデータ量を削減するため、１分間の平均温度、分散σ、累積分布等の情報に加工してサーバーに転送する。更にサーバー１０は室内温度計３と屋外温度計４の動作環境データを取得する。

サーバー１０は時々刻々変化する電力使用料の累積と将来の電力使用料の予測を算出する。冷却装置の総合電力使用料は外気温度の変化に一定の遅延時間をもって関連付けられる。一般的に夏季の午後に使用電力が最大になる。この特性を有効に利用するため、サーバー１０は屋外温度計４により温度の推移データと使用電力データを取得し、電力使用量の最大値を予測する。

サーバー１０が契約使用電力を上回る電力使用量の予測値になると判断した場合、サーバー１０は平均温度２２を上げるべく、上限制御温度２０と上限制御温度２１の変更値をマイコン１０２に伝送し、制御条件を変更する。更に、サーバー１０は商品温度センサ１０４で取得したデータを解析し、平均温度２２が変更した設定値である事を連続監視する。この変更によりショーケース１のコンプレッサ１０６の動作時間が短縮され、消費電力を削減でき、消費電力の最大値を抑える事ができる。

例えば、サーバー１０が３０分の契約電力に近い消費電力に達する事を検知した場合、通常の平均温度２２を３℃で管理している生鮮食品を収容しているオープンショーケース１の平均温度２２が５℃になる上限制御温度２０と上限制御温度２１の変更値をマイコン１０２に伝送し、制御条件を変更する。又、通常の平均温度２２を７℃で管理している飲料品を収納しているリーチインショーケース２の平均温度２２が１２℃になる上限制御温度２０と上限制御温度２１の変更値をマイコン１０２に伝送し、制御条件を変更する。

屋外温度計４で得られた温度データの推移により、消費電力予測が契約電力を下回る場合、サーバー１０はオープンショーケース１とリーチインショーケース２の平均温度を初期値に戻す変更値に再設定する。これらの予測精度を上げる為、室内の温度データの推移を使用する。

サーバー１０は統計処理による月日時分の電力消費の傾向データを蓄積しており、カレンダータイマーの月日と時刻で上限制御温度２０と上限制御温度２１の変更値を、ＷＬＡＮを経由して、マイコン１０２に伝送し、制御条件を変更することも可能である。

前述の平均温度２２の変更を上限制御温度２０と上限制御温度２１を変更することによって実現したが、コンプレッサ１０６の停止時間を延長又は短縮することでも可能である。

これまでの説明では、冷却装置は空気温度センサ１０３、商品温度センサ１０４とネットワークインターフェースの機能を備えていたが、これらの機能を持たない通常の冷却装置にネットワークインターフェースの機能を備えた空気温度センサ１０３、商品温度センサ１０４とコンプレッサ１０６の起動制御器を付加することで、同等の制御が可能となる。

サーバー１０はネットワークに組み込まれたオープンケース１とリーチインショーケース２に起動又は停止時間を指定することにより、この２つのショーケースが同時に動作する時間の確立を下げる事ができる。この説明ではオープンケース１とリーチインショーケース２について述べたが、通常多数のショーケースと空調が存在し、使用電力の均一化が可能となり、ピーク電力の低減と電力の使用力率の改善に寄与する。

実施例に使用される温度管理・制御システムの機能ブロック図である。温度管理・制御システムに使用される冷却装置の機能ブロック図例である。冷却装置に使用される各種センサの出力例である。

符号の説明

１オープンショーケース
２リーチインショーケース
３室内温度計
４屋外温度計
５無線ＬＡＮ親局
６商用電源
７ＶＣＴ
８取引用計器
９パルス検出器
１０サーバー
１１ＬＡＮ
２０空気温度センサの上限制御温度
２１空気温度センサの下限制御温度
２２平均温度
２３異常警報温度
２４保存限界温度
２５空気温度センサ出力
２６商品温度センサ出力
２７ドア開きによる温度上昇
２８商品温度センサの上限制御温度
２９商品温度センサの下限制御温度
１０１制御器
１０２マイコン
１０３空気温度センサ
１０４商品温度センサ
１０５電磁開閉器
１０６コンプレッサ
１０７無線ＬＡＮ

Claims

内部温度測定手段を有する複数の冷却装置、冷却装置の冷却機能を操作する手段、消費電力を計測する取引用計器、及び制御演算機器とで構成され、サーバーは取引用計器より得られる消費電力の予測結果に基づき、冷却装置の制御温度を変更して冷却装置の冷却機能を操作することを特徴とする冷却装置の温度管理制御システム。
内部温度測定手段を有する複数の冷却装置、冷却装置の冷却機能を操作する手段、消費電力を計測する取引用計器、及び制御演算機器とで構成され、サーバーは取引用計器より得られる消費電力の予測結果に基づき、冷却装置の冷却機能に対する動作時間を操作することを特徴とする冷却装置の温度管理制御システム。
前記冷却装置において、冷却装置の温度測定手段として、熱容量の小さい第１の温度センサと熱容量の大きい第２の温度センサを具備し、第１の温度センサで冷却装置内の空気温度を、第２の温度センサで冷却装置内の内容物の温度を計測することを特徴とする請求項１又は請求項２の冷却装置の温度管理制御システム。
前記冷却装置の制御情報として、カレンダー時計の月日時刻と外気温度の情報を使用することを特徴とする請求項１又は請求項２の冷却装置の温度管理制御システム。
複数の冷却装置の動作時間を調整して、冷却装置が同時に動作する確率を最小にすることを特徴とする請求項２の冷却装置の温度管理制御システム。
一定期間の温度情報を平均値、分散と累積分布のデータに圧縮して伝送する請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の冷却装置の温度管理制御システム。