JP2010078198A - 冷却システム - Google Patents

Abstract

【課題】主要要素を数種の中から任意に選択して構成自在とされた冷凍機を備えた冷却システムにおいて、冷却性能の維持と省エネ性の向上の両立を可能にする。
【解決手段】
冷却能力を決定付ける主要要素たるコンプレッサ９を数種の中から任意に選択して構成自在とされたラックシステム冷凍機３に、複数の低温ショーケース７を冷媒管５ａ、５ｂを介して並列に接続して構成した冷凍回路２と、前記低温ショーケース７の冷却状態に基づいて、前記ラックシステム冷凍機３を構成しているコンプレッサ９の制御データを生成して出力するメインコントローラ６と、前記ラックシステム冷凍機３を構成しているコンプレッサ９の容量制御に要する制御設定を取得する取得するとともに、前記メインコントローラ４から制御データを受信し、前記制御設定及び前記制御データに基づいて前記コンプレッサ９を制御するコンプレッサコントローラ６と、を備える冷却システム１を構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばスーパーマーケットなどに設置される低温ショーケースと該低温ショーケースに冷媒を供給する冷凍機から構成される冷却システムに係り、特に、主要要素を数種の中から任意に選定し構成自在とされた冷凍機を備える冷却システムの制御技術に関する。

従来、冷凍・冷蔵ショーケースなどの複数の低温ショーケースを冷媒管を介して冷凍機に並列に接続して構成した冷却システムが知られている。係る低温ショーケースはスーパーマーケットなどの店内に複数台設置され、食品を冷凍若しくは冷蔵しながら陳列販売することに供されている。
上記冷凍機は、一般に、その内部に１個もしくは複数のコンプレッサ及びコンデンサファンと、これらを制御するマイコンとを筐体内に収めてパッケージ化して構成されている。そして、マイコンが所定の動作シーケンスに基づいてコンプレッサ及びコンデンサファンを制御することで低温ショーケースとの間で冷凍サイクルを構成し、低温ショーケースを冷却している。

近年ではスーパーマーケットなどの店舗においても、環境問題への取り組みやエネルギーコストの削減の観点から、冷却システムの消費電力を削減する対策が重視されている。そこで、低温ショーケースにマイコンと庫内温度センサと冷媒の流入を制御する電磁弁とを設け、庫内温度が庫内設定温度を維持するように電磁弁の開閉をマイコンが制御することで運転効率が高められている。また冷凍機においても、例えば低圧側の冷媒圧力を検出する低圧側圧力センサを設け、当該低圧側圧力を所定の設定値に維持するようにマイコンが圧縮機を制御することで省エネ性を高めている（例えば、特許文献１参照）。

さらに近年では、上記の低温ショーケースと冷凍機との連携を図ることで、低温ショーケースの庫内温度を庫内設定温度に維持しつつ無駄に冷やすことなどがないように冷凍機を制御することで、低温ショーケースの冷却性の維持と冷凍機の省エネ性の向上の両立を図った冷却システムが実現されている。この冷却システムでは、冷凍機の運転を制御する制御装置を設け、この制御装置が低温ショーケースの冷却状態に基づいて、冷凍機の低圧側の冷媒圧力に適切な値を設定して冷凍機に出力することで、低温ショーケースを冷却性を維持しつつ冷凍機の省エネ性を高めている（例えば、特許文献２参照）。
特開昭６２−１１６８６２号公報 特開２００４−５７３４７号公報

ところで、冷凍機の最大冷却能力は、内蔵されるコンプレッサの容量やコンデンサの能力によって一意に決定される。これに対して、冷却システムの設置箇所で必要とされる最大冷却能力は、冷凍機に接続する低温ショーケースの台数や、庫内設定温度、店内温度や外気温度などの環境条件によって決定される。したがって、冷却システムの設置時には、必要となる最大冷却能力に対して余裕のある能力を有した冷凍機を選定して設置することとなる。このとき、上記のように冷凍機ごとに最大冷却能力が決まっているため、設置時の環境条件に見合った適切な最大冷却能力の冷凍機がメーカなどで用意されていなければ、それよりも更に最大冷却能力に余裕のある冷凍機を設置せざるを得えず、冷却能力に無駄が生じる。

そこで、冷凍機の最大冷却能力を決定付ける主要要素であるコンプレッサの容量やコンデンサの能力を、設置する環境条件において必要となる最大冷却能力（熱負荷）に合わせて、同一メーカ或いは他メーカの製品の中から例えばユーザ等が自由に選択し、これらを自ら組み合わせて冷凍機を構成自在とすることで、最適な最大冷却能力を有する冷凍機を構成することができる（このような冷凍機を以下「ラックシステム冷凍機」と称する）。このラックシステム冷凍機においては、必要となる最大冷却能力に合わせて主要要素が組み合わされるから、従来のパッケージ化された冷凍機に比べ、無駄となる冷却能力がなく省エネ効果が高い冷却システムが実現可能になる。

しかしながら、低温ショーケースの熱負荷は、外気温度や店内温度などの冷却システム運転時に時々刻々と変動する環境条件（以下、運転環境条件と言う）によっても大きく左右されるため、一定の冷却能力でラックシステム冷凍機を運転させていると、例えば熱負荷が低いときには無駄な冷却が行われることとなる。上記のようにラックシステム冷凍機は、最適な冷却能力であることを前提に構成されているため、当該ラックシステム冷凍機の運転を低温ショーケースの状態と連携させる手段は不要とされている。したがって、従来においては、低温ショーケースの熱負荷に合わせてラックシステム冷凍機を運転させることはできない。

また、従来の冷凍機のマイコンには、内蔵のコンプレッサやコンデンサファンといった主要要素の種類に対して最適化された動作シーケンス（例えば、低圧側圧力設定値の設定手法など）のマイコンプログラムが予め組み込まれている。したがって、主要要素を組み合わせ自在としたラックシステム冷凍機において、低温ショーケースの熱負荷に応じて冷却能力を可変させて省エネ効果を得る制御を行うには、これら主要要素の任意の組み合わせの全てを予め予想してマイコンプログラムとして組み込んでおくか、または、マイコンプログラムの一部の変更により、主要要素の任意の組み合わせ全てに対応可能にしておく必要がある。しかしながら、これらを実現するのは非常に困難であり、ラックシステム冷凍機において、マイコンにより省エネ効果を得る制御を行うことは困難であった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、主要要素を数種の中から任意に選択して構成自在とされた冷凍機を備えた冷却システムにおいて、低温ショーケースの冷却性の維持と冷凍機の省エネ性の向上の両立を可能にする冷却システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、冷却能力を決定付ける主要要素を数種の中から任意に選択して構成自在とされた冷凍機に、複数の低温ショーケースを冷媒管を介して並列に接続して構成した冷凍回路と、前記低温ショーケースの冷却状態に基づいて、前記冷凍機を構成している主要要素の制御データを生成して出力するメイン制御装置と、前記冷凍機を構成している主要要素の制御に要する制御設定を取得する取得可能に構成されるとともに、前記メイン制御装置からの制御データを受信する受信手段を備え、前記制御設定及び前記制御データに基づいて前記主要要素を制御する主要要素制御装置と、を備えることを特徴とする冷却システムを提供する。

また本発明は、上記冷却システムにおいて、前記メイン制御装置は、前記冷却状態に基づいて前記冷却能力の目標値を規定する前記制御データを生成し、前記主要要素制御装置は、前記冷凍機の冷却能力が前記目標値に近づくように前記制御設定に基づいて前記主要要素を制御することを特徴とする。

また本発明は、上記冷却システムにおいて、前記制御設定は、前記冷凍機を構成する圧縮機の容量制御を規定した情報であることを特徴とする。

本発明によれば、冷凍機を構成している主要要素の制御に要する制御設定を取得すると共に、低温ショーケースの冷却状態に基づく制御データを受信し、これら制御設定及び制御データに基づいて前記主要要素を制御する主要要素制御装置を備える構成としたため、冷却能力を決定付ける主要要素を数種の中から任意に選択して構成自在とされた冷凍機を備える冷却システムであっても、冷凍機にマイコンを設けなくとも低温ショーケースの冷却状態に応じて冷凍機の冷却能力を制御することができるから、低温ショーケースの冷却性の維持と冷凍機の省エネ性の向上の両立が実現できる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係る冷却システム１の構成を模式的に示す図である。
この図に示すように、冷却システム１は、ラックシステム冷凍機３に液管たる冷媒管５ａ及びガス管たる冷媒管５ｂを介して、複数の低温ショーケース７を並列に接続して構成した冷凍回路２と、メインコントローラ（メイン制御装置）４と、コンプレッサコントローラ６とを備えて構成されている。
ラックシステム冷凍機３は、複数台のコンプレッサ９と、コンデンサ１１と、コンデンサファン１３とを備えている。コンプレッサ９の各々は容量固定型の圧縮機であり、それらの駆動台数によってトータルの容量、すなわち冷却能力が可変される。

低温ショーケース７の各々は膨張弁（減圧装置）１５と、冷却器１７とを備え、膨張弁１５の入り口には液電磁弁１９が接続されている。
液電磁弁１９は、膨張弁１５への冷媒の供給を制御するための弁であり、液電磁弁１９の開閉によって冷却器１７の冷却による低温ショーケース７の庫内温度が制御される。
すなわち、低温ショーケース７は、庫内の温度を検出する庫内温度センサ２１及びマイコン２３を備え、マイコン２３は、庫内設定温度の上下に設定された上限温度と下限温度を記憶し、上限温度にて液電磁弁１９を開き、下限温度にて閉じるＯＮ−ＯＦＦ制御を実行する。これにより、平均として低温ショーケース７の庫内温度が庫内設定温度に近付けられる。なお、ラックシステム冷凍機３には、低温ショーケース７の他にも例えば冷蔵／冷凍プレハブ庫等の他の負荷設備を接続しても良い。

上記ラックシステム冷凍機３は、冷却能力を決定付ける主要要素であるコンプレッサ９を、必要となる最大冷却能力に基づいて、数種の機種の中から自由自在に選択して組み合わせて構成自在としたものである。係るラックシステム冷凍機３においては、１つの筐体にパッケージ化されている必要がないため、コンプレッサ９を屋内に配置しつつ、コンデンサ１１及びコンデンサファン１３を屋外に配置して熱籠もりを防止できる。また、筐体による設置スペースの制約が無いため、コンプレッサ９の台数を決定する際の自由度が高められる。

また、このラックシステム冷凍機３においては、コンプレッサ９の機種や台数が不定であるため、従来の冷凍機のようにマイコンを内蔵する構成とし、省エネ効果が得られるようにコンプレッサ９の各々の容量をマイコンが制御することは難しい。そのため、冷却システム１においては、コンプレッサ９を制御するコンプレッサコントローラ（主要要素制御装置）６がラックシステム冷凍機３とは別体に設けられている。このコンプレッサコントローラ６は、メインコントローラ４からの制御データに基づいて、複数台の容量固定型のコンプレッサ９の各々のオン／オフを制御して容量を可変するものであるが、その構成については後述する。

メインコントローラ４は、各低温ショーケース７、及び、コンプレッサコントローラ６のそれぞれと通信線２４を介して接続され、所定の動作シーケンスを規定するプログラム２５に基づいて動作するマイコンや通信装置などを備え、各低温ショーケース７の冷却状態（庫内の冷え具合）に基づいてラックシステム冷凍機３の冷却能力を制御するための制御データを生成して出力する。

係る制御データとしては、冷却能力制御のためにコンプレッサ９の容量をどのように制御するかの制御ルールを規定した制御設定と、冷却能力の指標値である低圧側圧力の目標値としての低圧側圧力設定値とが含まれている。
さらに詳述すると、ラックシステム冷凍機３においては、コンプレッサ９の種類や台数が設置時に決定されることから、コンプレッサコントローラ６に、どのようにしてコンプレッサ９を容量制御するかを規定したプログラムを予め組み込むことはできない。そこで本実施例では、ラックシステム冷凍機３に組み込まれているコンプレッサ９に対する容量制御の制御ルールを規定した制御設定が、メインコントローラ４からコンプレッサコントローラ６に入力される。
本実施例の制御設定は、低圧側圧力と低圧側圧力設定値との偏差圧力に応じて駆動すべきコンプレッサ９の数を決定する際のルールを規定する。例えばラックシステム冷凍機３の低圧側圧力が低圧側圧力設定値よりも低い場合には冷却能力が高すぎることを示すため、オンするコンプレッサ９の数を減らして容量を落とす制御が行われるが、制御設定には、このときにオフするコンプレッサ９の台数が偏差圧力に応じて規定されている（最大値は全コンプレッサをオフ）。また同様に、この制御設定には、ラックシステム冷凍機３の低圧側圧力が低圧側圧力設定値よりも高い場合に冷却能力を高めるべくオンするコンプレッサ９の台数が偏差圧力に応じて規定されている（最大値は全コンプレッサをオン）。

上記目標とする冷却能力は、店内温度や店外温度、時刻帯の運転環境条件によって変わることから、メインコントローラ４は、当該運転環境条件に基づいて、無駄な冷却能力が生じないように上記低圧側圧力設定値を上下させて制御データを生成することになる。
以下、係るメインコントローラ４の構成について図２を参照して具体的に説明する。

図２はメインコントローラ４の機能的構成を示すブロック図である。
この図において、制御部４０は、メインコントローラ４の各部を中枢的に制御する。
データベース４１は運転環境条件ごとに低圧側圧力設定値を制御データとして登録するものであり、データベース制御部４２は当該データベース４１に対する読み書きを制御する。データベース４１には運転環境条件の判断の指標となる店内温度、店外温度及び時刻帯の三つの条件に基づいて上記低圧側設定値の登録箇所が分類され、複数段階に分類された離散データとして登録される。

この場合の離散化のルールは、
店内温度Ｔｉ（℃）：０℃〜＋３５℃の範囲を５ｄｅｇ刻みで８段階に分類（実際には１時間当たりの平均値を採用）。
店外温度Ｔｏ（℃）：−５℃〜＋４０℃の範囲を５ｄｅｇ刻みで１０段階に分類（実際には１時間当たりの平均値を採用）。
時刻帯ｔ：１時間単位で２４段階に分類。
とされ、全部で１９２０箇所の登録箇所が構成される。

運転環境条件のうち店内温度Ｔｉや店外温度Ｔｏは自然環境に影響される条件である。また、低温ショーケース７の冷却状態は係る自然環境だけでなく、店員や顧客による食品の出し入れ頻度、閉店時における省エネ目的の照明消灯、ナイトカバーでの閉塞などが影響するが、係る状況は時刻帯で判断することが可能となる。なお、店内温度Ｔｉが０℃より低い場合には０℃として、また、＋３５℃より高い場合には＋３５℃として扱うものとし、店外温度Ｔｏが−５℃より低い場合には−５℃として、また、＋４０℃より高い場合には＋４０℃として扱うものとする。

そしてデータベース４１の各登録箇所には、図３に示すように、冷却システムの運転に伴って学習された最適な低圧側圧力設定値が順次登録されていく。冷却システムの設置当初は、データベース４１の各登録箇所には、制御データの初期値として低圧側圧力設定値のデフォルト値が予め登録されている。このデフォルト値は夏季の最も冷却能力が必要とされる環境の値とされており、一般には、冷却能力に余りがあるため消費電力は高めとなっている。

時計４３は時刻を計時し環境条件抽出部４４に出力し、センサ入力部４５は店内温度センサ２２及び外気温センサ２７のそれぞれから店内温度と外気温度とが入力され環境条件抽出部４４に出力する。本実施例では、図１に示すように、店内温度センサ２２が各低温ショーケース７に設けられ、また、外気温センサ２７がコンデンサ１１の周囲の温度を検出可能な位置に配置されている。環境条件抽出部４４は、これら時計４３及びセンサ入力部４５のそれぞれの入力から上記離散化のルールにしたがって、データベース４１を参照するための運転環境条件（店内温度Ｔｉ、店外温度Ｔｏ、時刻帯ｔの組）を抽出する。

ショーケース通信部４６は、通信線２４を介して各低温ショーケース７のマイコン２３と通信する。この通信により、各低温ショーケース７における庫内温度と庫内設定温度と偏差温度、及び、上記店内温度Ｔｉが取得される。
冷却状態判定部４７は、各低温ショーケース７の冷却状態（庫内の冷え具合）を判定する。具体的には、冷却状態判定部４７は、各低温ショーケース７から送られてくる偏差温度から一定時間（実際には１時間）当たりの平均偏差温度Ｔｅ（ｄｅｇ）をそれぞれ算出し、全ての低温ショーケース７においてこの平均偏差温度Ｔｅが予め設定したしきい値Ａ以上か否かで判断する。そして、全ての低温ショーケース７の平均偏差温度Ｔｅがしきい値Ａ以上でない場合には、冷却状態の判定結果を「良」とし、１台でもしきい値Ａ以上となっている低温ショーケース７がある場合には、冷却状態の判定結果を「否」とする。このしきい値Ａは平均偏差温度Ｔｅの良否を判断するための値であり、低温ショーケース７の庫内を十分に良好な冷却状態を維持できる値に設定することになる。

データ一時登録部４８は、ラックシステム冷凍機３に出力した低圧側圧力設定値、及び、この低圧側圧力設定値に基づく運転の結果として得られた冷却状態の判定結果を所定個数分一時的に蓄積しておくものである。そして、同一の運転環境条件について所定個数の蓄積が得られたときに、これらのデータに基づいて、当該運転環境条件に対する最適な低圧側圧力設定値が学習され、データベース４１に登録される。

次いで、制御設定入力部５０は、コンプレッサ９の容量制御を規定する制御設定が入力される。この制御設定の具体例については上記の通りである。コンプレッサコントローラ通信部５１は、通信線２４を介してコンプレッサコントローラ６に、上記制御設定と低圧側圧力設定値を含む制御データを出力する。なお、コンプレッサコントローラ６が制御設定を保持する構成を備えている場合には、制御データを毎回の制御データに含める必要はない。

図４は、コンプレッサコントローラ６の機能的構成を示すブロック図である。
この図において、制御部６０は、コンプレッサコントローラ６の各部を中枢的に制御するとともに、コンプレッサ９のオン／オフを制御するコンプレッサ制御信号を生成するものであり、例えばマイコンを備えて構成されている。コントローラ通信部６１は、メインコントローラ４との間で通信線２４を介して通信し、上記制御データを受信する。この制御データの受信により、制御設定及び低圧側圧力設定値が取得される。低圧側圧力センサ入力部６２は、ラックシステム冷凍機３に設けた低圧側圧力センサ２６から低圧側圧力の検出値が入力される。制御部６０は、制御データに含まれている低圧側圧力設定値と、低圧側圧力の検出値とに基づいて偏差圧力を算出し、この偏差圧力と、制御データに含まれている制御設定とに基づいて、オン／オフするコンプレッサ９の台数を決定し、コンプレッサ制御信号を生成する。コンプレッサ制御信号出力部６３は、係るコンプレッサ制御信号をラックシステム冷凍機３のコンプレッサ９に出力する。
なお、メインコントローラ４に設けた制御設定入力部５０と同様な構成をコンプレッサコントローラ６に設け、上記制御設定を、メインコントローラ４を介してコンプレッサコントローラ６に入力するのではなく、直接入力する構成ようにしてもよい。

図５は、係る構成の冷却システム１の動作を示すフローチャートである。
冷却システム１においては、メインコントローラ４がコンプレッサコントローラ６に、上述した制御設定及び低圧側圧力設定値を含む制御データを出力し、この制御データに基づいてコンプレッサコントローラ６がラックシステム冷凍機３の各コンプレッサ９の容量制御が行われる。
このとき、冷却システム１の設置当初においては、制御設定が不明であるため、サービスマン等によってコンプレッサ９の構成に基づく制御設定がメインコントローラ４に入力され（ステップＳ１）、また、コンプレッサ９の電源がオンされて運転可能にされる（ステップＳ２）。

次いで、メインコントローラ４は、データベース４１から学習済みの低圧側圧力設定値を読み出して制御を行うことになるが、冷却システム１の設置当初は、低圧側圧力設定値が未学習であるためデフォルト値が使用される。すなわち、メインコントローラ４は、店内温度Ｔｉ、店外温度Ｔｏ及び時刻帯ｔの三つの条件からなる運転環境条件に対応する低圧側圧力設定値のデフォルト値をデータベース４１から読み出し、制御設定とともに制御データとしてコンプレッサコントローラ６に出力する（ステップＳ３）。また、メインコントローラ４は、コンプレッサコントローラ６に出力した低圧側圧力設定値の良否を学習するために、運転環境条件と付けて低圧側圧力設定値を一時的に記憶しておく（ステップＳ４）。

コンプレッサコントローラ６では制御データが入力されると、上述したように、制御データに含まれている低圧側圧力設定値と、低圧側圧力の検出値とに基づいて偏差圧力を算出し、この偏差圧力と、制御データに含まれている制御設定とに基づいて、オン／オフするコンプレッサ９の台数を決定し、コンプレッサ制御信号を生成し、係るコンプレッサ制御信号を、ラックシステム冷凍機３に出力する。これにより、マイコンを内蔵しないラックシステム冷凍機３の場合でも、メインコントローラ４から送信された低圧側圧力設定値に基づいてコンプレッサ９の容量制御が実現される。

その後、メインコントローラ４は、例えば１分間隔で、運転環境条件の変化の有無に応じて、低温ショーケース７の冷却状態の判定や低圧側圧力設定値の最適値の学習、低圧側圧力設定値を含む制御データの生成などの処理を行う。
すなわち、メインコントローラ４は、店内温度Ｔｉ、店外温度Ｔｏ及び時刻帯ｔからなる運転環境条件をそれぞれ取得し（ステップＳ５）、運転環境条件に変化があったか否かを判定する（ステップＳ６）。上述の通り、店内温度Ｔｉ及び店外温度Ｔｏは５ｄｅｇ刻み、時刻帯ｔは１時間単位でそれぞれ離散化されており、店内温度Ｔｉ、店外温度Ｔｏ及び時刻帯ｔのいずれかの変化幅が離散化の範囲を超えている場合に、運転環境条件に変化があったものと判定される。

そして運転環境条件に変化がなかった場合（ステップＳ６：ＮＯ）、メインコントローラ４は、この運転環境条件に対する低圧側圧力設定値の最適値を学習するために、各低温ショーケース７から送られてくる偏差温度に基づいて冷却状態を判定し（ステップＳ７）、この冷却状態の良否の結果を、一時記憶している低圧側圧力設定値に対応付ける（ステップＳ８）。この一時記憶している低圧側圧力設定値及び冷却状態の良否結果の個数が所定個数（図示例では７個）に達した場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、低圧側圧力設定値の平均値をデータベース４１の運転環境条件に登録することで最適値の学習を行う（ステップＳ１０）。この最適値の学習に際しては、冷却状態が「良」となった低圧側圧力設定値のみの平均値を採用したり、冷却状態の「良否」に応じて低圧側圧力設定値に重み付を行った後の平均値を採用したりと、任意の学習手法を採用することができる。

次にメインコントローラ４は、冷却状態が「良」である場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、現時点での運転環境条件に対しては冷却能力に余裕があると判断し、低圧側圧力設定値を一定値（例えば０．００５Ｍｐａ）上げた値に設定し（ステップＳ１２）、このように設定した低圧側圧力設定値を制御データとしてコンプレッサコントローラ６に出力する（ステップＳ１３）。コンプレッサコントローラ６ではメインコントローラ４から送信された低圧側圧力設定値に基づいて、ラックシステム冷凍機３のコンプレッサ９の容量を制御するが、その際、低圧側圧力設定値が高い値とされることにより、その分、冷却能力が低下すると共に、消費電力も削減されるようになる。係る制御により、冷却システム１の冷却能力に余裕があると判断される場合には、ラックシステム冷凍機３の冷却能力を下げて消費電力が削減され、且つ、低温ショーケース７の庫内の偏差温度はしきい値Ａ付近に維持されることになる。

一方、冷却状態が「否」である場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、低圧側圧力設定値を一定値（例えば０．００５Ｍｐａ）低下させた値に設定し（ステップＳ１４）、このように設定した低圧側圧力設定値を制御データとしてコンプレッサコントローラ６に出力する（ステップＳ１４）。コンプレッサコントローラ６では、低圧側圧力設定値が低い値とされることにより、その分、冷却能力が向上し、冷却状態が良に改善されるように作用する。

メインコントローラ４は、低圧側圧力設定値を制御データとしてコンプレッサコントローラ６に出力する際には、この低圧側圧力設定値の良否を上記ステップＳ１０において学習するために運転環境条件と付けて一時的に記憶する（ステップＳ１５）。
このような処理により、季節の移り変わりを通じて年間運転されることで、同一の運転環境条件について次第に実測から得られる、省電力効果の高い低圧側圧力設定値がデータベース４１に登録されて行く。

一方、ステップＳ６の判定において運転環境条件に変化があった場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、メインコントローラ４は、この運転環境条件に対して適切な低圧側圧力設定値がデータベース４１に登録されているか否かを判定する（ステップＳ１６）。登録されている場合には（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、メインコントローラ４は、その低圧側圧力設定値をデータベース４１から読み出し（ステップＳ１７）、上述したステップＳ１３、Ｓ１５にてコンプレッサコントローラ６への出力及び一時記憶を行う。これにより、運転環境条件に対して既に学習した省エネ効果の高い最適な低圧側圧力設定値が設定され制御データとして出力される。
また、低圧側圧力設定値がデータベース４１に登録されていない場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、メインコントローラ４は、店内温度Ｔｉと店外温度Ｔｏは１分間程度では大きく変化することのないとみなし、直前（１分前）の低圧側圧力設定値と同じ値を設定し（ステップＳ１８）、上述したステップＳ１３、Ｓ１５にてコンプレッサコントローラ６への出力及び一時記憶を行う。

なお、本実施形態では、メインコントローラ４が制御データに制御設定を常に含めてコンプレッサコントローラ６に送信する構成としたが、これに限らず、初回のみ制御設定を含めて送信してコンプレッサコントローラ６に記憶させ、以降においては、コンプレッサコントローラ６は、記憶している制御設定を参照して、コンプレッサ９の容量制御を行っても良い。

このように、本実施形態によれば、主要要素の一例たるコンプレッサ９を設置時の冷却能力の要求に合わせて任意に選定して構成されたラックシステム冷凍機３に対して、コンプレッサコントローラ６を別体に設け、コンプレッサコントローラ６がメインコントローラ４からの制御データを受信し、当該制御データに基づいてコンプレッサ９を制御する構成としたため、ラックシステム冷凍機３を備えた冷却システムにおいても、当該ラックシステム冷凍機３がマイコンを備えることなく、低温ショーケース７の冷却状態に応じて省エネ効果の高い運転制御を行うことができる。

また本実施形態によれば、ラックシステム冷凍機３を構成しているコンプレッサ９の制御ルールを規定した制御設定と、冷却能力の制御指標の目標値たる低圧側圧力設定値とをコンプレッサコントローラ６が取得可能にしたため、このコンプレッサコントローラ６に、ラックシステム冷凍機３のコンプレッサ９の構成や容量制御ルールをプログラム等で組み込まなくとも容量制御を行うことが可能となる。

なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。
例えば、上述した実施形態では、容量固定型のコンプレッサ９を複数台設けてラックシステム冷凍機３を構成したが、これに限らず、コンプレッサ９の台数を１台とし、当該コンプレッサ９をオン／オフさせることで冷却能力を制御してもよい。
また、複数台の容量固定型のコンプレッサ９により容量を制御する構成に限らず、容量可変型のインバータコンプレッサを組み込んでラックシステム冷凍機を構成し、当該インバータコンプレッサをインバータ制御することで容量を制御する構成としてもよい。この場合、低圧側圧力の検出値と低圧側圧力設定値の偏差圧力に応じたインバータ制御の制御ルールが制御設定として用いられる。

また例えば、上述した実施形態では、冷却能力を決定付ける主要要素としてコンプレッサを自由に組み合わせてラックシステム冷凍機３を構成した場合を例示したが、主要要素としては、この他に、コンデンサ（凝縮器）もあり得る。この場合、ラックシステム冷凍機３の冷却能力の制御指標としては高圧側圧力が使用され、また、高圧側圧力を制御するために、コンデンサファンの能力（風量）が制御される。

また例えば、上述した実施形態で示した運転環境条件はそれに限定されるものでは無い。また、実施形態では制御データとして冷凍機の低圧側圧力設定値を調整したが、これも限定されるものでは無く、冷却システムの冷却能力と消費電力に関係する制御ファクターであれば対象となり得る。更に、実施形態では１分周期で低圧側圧力設定値を調整したが、それに限らず、１０分、３０分、１時間、１時間３０分、２時間周期など使用状況に応じて適宜選択可能である。

本発明の実施形態に係る冷却システムの構成を模式的に示す図である。 メインコントローラの機能的構成を示すブロック図である。 メインコントローラのデータベースを説明する図である。 コンプレッサコントローラの機能的構成を示すブロック図である。 冷却システムの動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 冷却システム
２ 冷凍回路
３ ラックシステム冷凍機
４ メインコントローラ（メイン制御装置）
５ａ、５ｂ 冷媒管
６ コンプレッサコントローラ（主要要素制御装置）
７ 低温ショーケース
９ コンプレッサ（主要要素）
１１ コンデンサ（主要要素）
１３ コンデンサファン（主要要素）
２１ 庫内温度センサ
２２ 店内温度センサ
２６ 低圧側圧力センサ
２７ 外気温センサ
４１ データベース
４７ 冷却状態判定部
５０ 制御設定入力部
６１ コントローラ通信部（受信手段）
Ｔｅ 平均偏差温度
Ｔｉ 店内温度
Ｔｏ 店外温度
ｔ 時刻帯

Claims (3)

1. 冷却能力を決定付ける主要要素を数種の中から任意に選択して構成自在とされた冷凍機に、複数の低温ショーケースを冷媒管を介して並列に接続して構成した冷凍回路と、
   前記低温ショーケースの冷却状態に基づいて、前記冷凍機を構成している主要要素の制御データを生成して出力するメイン制御装置と、
   前記冷凍機を構成している主要要素の制御に要する制御設定を取得可能に構成されるとともに、前記メイン制御装置からの制御データを受信する受信手段を備え、前記制御設定及び前記制御データに基づいて前記主要要素を制御する主要要素制御装置と、
   を備えることを特徴とする冷却システム。
2. 前記メイン制御装置は、
   前記冷却状態に基づいて前記冷却能力の目標値を規定する前記制御データを生成し、
   前記主要要素制御装置は、
   前記冷凍機の冷却能力が前記目標値に近づくように前記制御設定に基づいて前記主要要素を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
3. 前記制御設定は、前記冷凍機を構成する圧縮機の容量制御を規定した情報であることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却システム。

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