JP2011069603A - 冷却管理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】冷媒供給装置と冷却装置との間を接続する冷媒配管グループを特定する時間を短縮することができる冷却管理装置を提供すること。
【解決手段】冷却管理装置11Aによって、冷媒供給装置12A〜12Gに冷媒配管14A〜14Gによって接続されている冷却装置13(13A〜13G)を特定する際に、予め記憶されている冷媒供給装置12A〜12Gの設定台数に基いて決められたそれぞれの冷媒供給装置12A〜12Gの運転/停止状態の時間の経過に伴う変更パターンに応じて冷媒供給装置12A〜12Gの運転/停止を行ったときの冷却装置13の蒸発器の温度変化を検出し、冷媒供給装置13の運転/停止に連動して温度変化する蒸発器を収納する冷却装置13を冷媒供給装置と冷媒配管で接続されていると特定する。
【選択図】図1

Description

本発明は、スーパーマーケット等の店舗に設置される複数のショーケース、冷蔵庫、冷凍庫及び空調機器などの冷凍サイクルを備える冷却装置を制御するとともに、これらの複数の冷却装置に冷媒を供給する複数台の冷媒供給装置を制御する冷却管理装置に関する。
スーパーマーケット等の店舗では、店舗内に設置されたショーケースや空調機器等の冷凍サイクルを有する複数の冷却機器の運転状態を、冷却管理装置によって一括制御している。近年、これらの冷却装置や冷媒供給装置などの電力を消費する機器(以下、これらをまとめて「設備機器」と称する)を効率的に制御し、設備機器の消費電力を削減することが考えられている。
そこで、設備機器を統合的に管理する統合コントローラとも称される冷却管理装置と、各設備機器とを通信線により接続し、統合コントローラが、通信線を通じて各設備機器に応じた制御を連携させつつ統合的に行う冷却システムの開発が始まっている。
なお、通常、1台の冷媒供給装置に1台又は複数台の冷却装置が冷媒配管を介して並列的に接続された1つの冷媒配管グループが形成される。より具体的には、冷媒供給装置の冷媒圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、少なくとも1つの冷却装置の蒸発器とが冷媒配管によって環状に接続されて1つの冷凍サイクルが構成され、この1つの冷凍サイクルが1つの冷媒配管グループを形成する。この冷媒配管グループは、複数存在する場合もある。そして、冷媒供給装置から送出される冷媒は、冷媒配管中を流れて各冷却装置に供給される。
冷却装置は、内部に少なくとも蒸発器を備えており、例えば、冷設機器においては冷蔵ショーケースや冷凍ショーケース(以下、まとめて「ショーケース」と称する)等であり、また、例えば、空調機器においては室内機等が該当する。冷媒供給装置は、その内部に冷媒を圧縮する冷媒圧縮機、凝縮器、減圧装置などを備えた機器のことであり、例えば、冷設機器においては冷凍機等であり、また、例えば、空調機器においては室外機等である。
冷却システムの統合コントローラが設備機器の消費電力を削減するために行う制御の1つとして、冷媒配管グループ毎に1台又は複数台の冷却装置の運転状態を検出し、必要に応じて冷媒供給装置を制御することが挙げられる。しかしながら、上述した制御のためには、各冷媒配管グループにおける1台又は複数台の冷却装置と1台の冷媒供給装置とが特定されていなければならない。
例えば、下記特許文献1には、冷媒供給装置である室外機を1台ずつ起動し、各室内機における計測データの変化に基づいて、冷媒配管グループを特定する技術が開示されている。また、下記特許文献2には、まず全ての室外機を起動しておき、その後1台ずつ停止させて、各室内機における計測データの変化に基づいて、冷媒配管グループを特定する技術が開示されている。
特開2006−214689号広報 特開2009−14280号広報
近年、店舗の規模が大きくなる傾向にあり、それに付随して冷設機器の数も増えている。そのため、上記特許文献1及び2に示されているような冷媒供給装置を1台ずつ操作することによって冷媒配管グループを特定する技術では、冷媒供給装置の増加に伴って冷媒配管グループの数も増加するので、冷媒配管グループを特定するために必要な時間も増加してしまう。
そこで、本発明は、冷媒配管グループを特定する時間を短縮することができる冷却管理装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の冷却管理装置は、蒸発器を備え被冷却物を冷却する少なくとも1つの冷却装置と、冷媒圧縮機を備え前記少なくとも1つの冷却装置に冷媒を供給する冷媒供給装置と、を有し、前記冷媒供給装置の冷媒圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、少なくとも1つの前記冷却装置の蒸発器とが冷媒配管によって環状に接続されて冷凍サイクルが構成された冷媒配管グループを備え、前記冷媒配管グループは、複数が単一の店舗内に設置されており、それぞれの前記冷媒配管グループの前記冷凍サイクルの運転を制御し、前記冷媒供給装置と前記冷却装置との間の前記冷媒配管の接続関係を特定する機能を備えた冷却管理装置において、前記冷媒供給装置に前記冷媒配管によって接続されている前記冷却装置を特定する際に、予め記憶されている前記冷媒供給装置の設定台数に基いて決められたそれぞれの前記冷媒供給装置の運転/停止状態の時間の経過に伴う変更パターンに応じて前記冷媒供給装置の運転/停止を行ったときの前記冷却装置の蒸発器の温度変化を検出し、前記冷媒供給装置の運転/停止に連動して温度変化する前記蒸発器を収納する前記冷却装置が前記冷媒供給装置と冷媒配管で接続されていると特定することを特徴とする。
本発明の冷却管理装置では、冷媒供給装置に冷媒配管によって接続されている冷却装置を特定する際に、予め記憶されている冷媒供給装置の設定台数に基いて決められたそれぞれの冷媒供給装置の運転/停止状態の時間の経過に伴う変更パターンに応じて冷媒供給装置の運転/停止を行ったときの冷却装置の蒸発器の温度変化を検出し、冷媒供給装置の運転/停止に連動して温度変化する蒸発器を収納する冷却装置を冷媒供給装置と冷媒配管で接続されていると特定するようにしている。このような変更パターンには、複数の冷媒供給装置に対する適宜の運転/停止の組合せが含まれる。
そのため、本発明の冷却管理装置によれば、自動的に予め定められた変更パターンに従って複数の冷媒供給装置の運転/停止の制御が行われるから、それに対する各冷却装置の蒸発器の温度変化を測定することにより、従来技術と比較して短時間で個々の冷媒供給装置と個々の冷却装置との配管の接続関係が分かるようになる。
また、本発明の冷却管理装置においては、前記予め記憶されている前記冷媒供給装置の設定台数に基いて決められたそれぞれの冷媒供給装置の運転/停止状態の時間の経過に伴う変更パターンに応じて前記冷媒供給装置の運転/停止を行ったときの前記冷却装置の蒸発器の温度変化が検出された順にアドレスを割り当てることが好ましい。
本発明の冷却管理装置によれば、自動的に予め定められた変更パターンに従って複数の冷媒供給装置の運転/停止の制御を行った際の各冷却装置の蒸発器の温度変化が検出された順にアドレスを割り当てているので、個々の冷媒供給装置と個々の冷却装置との配管の接続関係が自動的に分かるので、作業者の作業負担を低減することができるようになる。
また、本発明の冷却管理装置においては、前記アドレスは、前記冷却装置の蒸発器の温度が設定温度以上下がった順に割り当てることが好ましい。
個々の冷却装置は、全て同一形式の装置であっても、収納物の種類や設置場所、周囲温度等によって動作特性が変化する。そのため、本発明の冷却管理装置によれば、冷却装置の蒸発器の温度が設定温度以上下がった順にアドレスを割り当てているので、同一の冷媒供給装置に複数個の冷却装置が並列に接続されている場合であっても、個々の冷却装置を区別してアドレスを割り当てることができるようになる。
なお、アドレスを割り当てる際の冷却装置の蒸発器の温度の変化の基準を設定温度(例えば5℃)未満とすると、冷却された冷媒が流れ出した初期の蒸発器の温度変化は、個々のの冷却装置によって異なるため、複数の冷却装置の温度変動が急激に同時に起きることがあり、正確に個々の冷却装置を識別できない可能性がある。また停止後の再起動に際しては蒸発器の温度が既に冷えておりこの条件を満たしており識別ができいない可能性がある。冷却装置の変化の基準の上限値は、あまり大きいと個々の冷却装置を識別するために必要な時間が長くなるので、10℃以下とするとよい。
また、本発明の冷却管理装置においては、前記変更パターンは、前記冷媒供給装置の数によって定まる前記冷媒供給装置の運転及び停止の最小の回数となる前記冷媒供給装置の運転及び停止のパターンであり、前記記憶部に記憶された前記変更パターンから、前記冷媒供給装置の数に対応する変更パターンを参照して、前記冷媒供給装置のそれぞれを並行して制御する制御部と、前記複数の冷却装置内のそれぞれの蒸発器の温度を計測する計測部と、前記計測部により計測された前記複数の冷却装置内のそれぞれの蒸発器の温度に基づいて、前記冷媒配管グループの特定を行う解析部とを備えることが好ましい。
本発明の冷却管理装置によれば、冷媒供給装置の数によって定まる冷媒供給装置の運転及び停止の最小の回数となる、冷媒供給装置の運転及び停止のパターンである変更パターンに基づいて、各冷媒供給装置を並行して制御するようにしているので、冷媒供給装置の運転及び停止の回数を減らし、冷媒配管グループを特定する時間を短縮することができる。
また、本発明の冷却管理装置においては、前記変更パターンを生成する生成部を備えていることが好ましい。
本発明の冷却管理装置によれば、冷媒供給装置に対する制御毎に新たな変更パターンを生成するため、常に冷却システムの構成に応じた変更パターンを作成することができるようになる。
また、本発明の冷却管理装置においては、前記生成部は、前記複数の冷媒供給装置を2つのグループに分け、更に前記2つのグループのそれぞれを2つのグループに分けるグループ分けの処理をグループ分けができなくなるまで繰り返し、前記グループ分けの処理の都度形成される2つのグループの一方に前記冷媒供給装置の運転を割り当て、他方に前記冷媒供給装置の停止を割り当てた前記変更パターンを生成するものであることが好ましい。
本発明の冷却管理装置によれば、生成部において上述のように変更パターンが生成されることにより、複数台の冷媒供給装置に対して設定される変更パターンを異ならせることが可能となり、全ての冷媒供給装置と冷却装置に対して、それぞれの配管の結合関係を短時間で特定することができるようになる。
また、本発明の冷却管理装置においては、前記生成部は、前記冷媒供給装置のそれぞれについて少なくとも一度の運転が発生する前記変更パターンを生成することが好ましい。
本発明の冷却管理装置によれば、変更パターンが設定された全ての冷媒供給装置が少なくとも一度は運転するため、施行ミス等による冷媒配管の敷設誤りなどを検知することができるようになる。
また、本発明の冷却管理装置においては、前記冷媒供給装置が複数の設定温度帯又は機種情報のそれぞれに対応する複数のグループに区別される場合に、前記制御部は、前記記憶された前記変更パターンから、前記グループ毎の冷媒供給装置の数に対応した変更パターンを参照して、前記グループのそれぞれに属する前記冷媒供給装置を並行して制御することが好ましい。
本発明の冷却管理装置によれば、例えば冷凍機器と冷蔵機器等、複数の設定温度帯が存在する場合には、冷却装置における冷却時の温度が異なるため、1のグループに属する1台の冷媒供給装置と他の1のグループに属する1台の冷媒供給装置とを同一の変更パターンに基づいて並行して制御しても、冷媒配管グループを特定することが可能であり、全ての冷媒供給装置に対して異なる変更パターンで制御する場合よりも、試行回数を減らすことができるようになる。
実施形態1の店舗の冷却システムを示す概略図である。 冷却装置としての空調機器の概略図である。 冷却装置としてのショーケースの概略図である。 冷凍サイクルを示す概略図である。 図5Aは変更パターンの1具体例を示すタイムチャートであり、図5Bは変更パターンの変形例のタイムチャートであり、図5Cは同一の冷媒配管に接続されている複数の冷却装置の蒸発器の温度変化を示すグラフである。 実施形態2に係る店舗の冷却システムの全体概略構成図である。 実施形態2に係る冷却管理装置の構成図である。 実施形態2に係る変更パターンの生成手順の一例を示す図である。 実施形態2に係る変更パターンテーブルの一例を示す図である。 実施形態2に係る冷却管理装置による冷媒配管グループを特定する動作を示すフローチャートである。 実施形態2に係る変更パターンテーブルの他の例を示す図である。
以下、本発明を実施するための形態について、実施形態及び図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための冷却管理装置の一例を説明するものであって、本発明をこの実施形態に記載された冷却管理装置に特定することを意図するものではなく、本発明は特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適応し得るものである。
[実施形態1]
店舗用の冷却装置には、冷蔵及び冷凍用のショーケース、厨房やバックヤードに設置される冷蔵庫、冷凍庫及び店舗用の空調機器などがあり、例えば、ショーケースの例では、屋外又は屋上に圧縮機及び凝縮器を有する屋外ユニットを配置し、店内に蒸発器及び減圧装置を有した室内ユニットが配置されている。通常は、この単一の屋外ユニットに複数の室内ユニットが冷媒配管で並列に冷凍サイクルが構成されるように設置されている。また、店舗には、図示省略したが、照明及び温熱調理器等の電力を消費する機器も多く設置されている。
なお、実施形態1では、図1に示すように、店舗の冷却システム10としてスーパーマーケットの場合を例とし、屋外ユニットとして7台の冷媒供給装置12A〜12G(以下、これらの冷媒供給装置12A〜12Gを区別する必要がない場合には単に「冷媒供給装置12」と表すことがある。)と、各冷媒供給装置12に接続される屋内ユニットとしての冷却装置13がそれぞれ1台から4台設置された場合について説明する。なお、ここでは冷却装置13として、ショーケース13A〜13C、13G及び空調機器13D〜13Eを例に取り説明する。
また、各冷媒供給装置12は、冷媒供給装置の冷却管理装置11と通信線15で接続されている。冷却管理装置11は、例えば、各ショーケース13A〜13C、13G及び空調機器13D〜13Eに対する温度設定値の夜間用のシフト信号を出す時刻の管理や、空調用の運転開始時刻、温度設定値、冷房又は暖房の切り替え信号の出力、照明の点灯時刻の管理などを行う。更に、冷却管理装置11には、冷媒供給装置の運転/停止状態の時間の経過に伴う変更パターンが記憶される記憶部16と、冷媒供給装置に対する制御毎に新たな変更パターンを生成するための変更パターン発生部17、冷媒供給装置の運転/停止を行ったときの冷却装置13の蒸発器の温度変化が検出された順にアドレスを割り当てる信号処理部18と、冷媒供給装置の運転/停止状態を制御するための制御部19とが備えられている。
そして、各冷媒供給装置12はそれぞれの冷熱機13と冷媒配管14A〜14G(以下、これらの冷媒配管14A〜14Gを区別する必要がない場合には単に「冷媒配管14」と表すことがある。)で接続されている。なお、実施形態1では、4台の冷媒供給装置12A〜12C、12Gにはショーケース13A〜13C、13Gが接続され、3台の冷媒供給装置12D〜12Eには空調機器13D〜13Eが接続されている。このようにして、それぞれの冷媒供給装置12及びショーケース13A〜13C、13G及び空調機器13D〜13Eが、それぞれ通信線15を介して冷却管理装置11により管理されることになる。
冷却装置13としての空調機器13D〜13Fの構成は、図2に示すように、3台の冷媒供給装置12D〜12Eとしての室外機12D〜12Fが設置され、それぞれの室外機12D〜12Fに冷却装置13としての空調機器13D〜13Fが2〜3台ずつ冷媒配管14D〜14Fにより接続されている。そして、この室外機12D〜12F及び空調機器13D〜13Fはそれぞれ通信線15を介して冷却管理装置11に接続され、それぞれの運転が管理されている。
冷却装置13としてのショーケース13A〜13C、13Gは、図3に示すように、内部に蒸発器21が備えられ、この蒸発器21により冷やされた空気をファン24を利用してショーケース13A〜13C、13G内を循環させ、ショーケース13A〜13C、13Gに陳列された生鮮品や冷凍食品等の商品を適温にさせておくことができる。そして、この蒸発器21は、それぞれのショーケース13A〜13C、13G毎に設けられ、冷媒供給装置12A〜12C、12Gにそれぞれ収納された圧縮機20、凝縮器23及び減圧装置22と冷媒配管14A〜14C、14Gによって環状に接続され、冷凍サイクルを構成している。
なお、ショーケース13A〜13C、13Gに陳列される商品によって冷却される温度が異なり、例えば、鮮魚・精肉では−2℃〜2℃、青果では5℃〜10℃、日配品・乳製品・惣菜では3℃〜7℃、冷凍食品・アイスクリームでは−18℃〜−22℃程度である。また、各ショーケース13A〜13C、13Gは、この冷却温度の違いにより消費される電力に差異が生じる。
ここで、冷凍サイクルについて説明する。冷凍サイクルは、図4に示すように、冷媒供給装置12にそれぞれ備えられた圧縮機20及び凝縮器23と、冷却装置13を構成するショーケース13A〜13C、13G及び空調機器13D〜13Fにそれぞれ備えられた減圧装置22及び蒸発器21とで構成される。なお、図4に示した冷凍サイクルでは、1つの圧縮機20に4つの蒸発器21、すなわち、4台の冷却装置13が接続されていることになる。そのため、図4に示した冷凍サイクルでは、圧縮機20、凝縮器23及び減圧装置22を共通の構成とし、冷却装置13を構成するショーケース13A〜13C、13G分だけ、すなわち、4組みの冷凍サイクルが存在し、これらの冷凍サイクル毎に冷媒配管グループが形成されていることになる。
この冷凍サイクルは、冷媒供給装置12の圧縮機20が運転されると、圧縮機20で圧縮された高温高圧の冷媒が圧縮機20から吐出され、凝縮器23に入って冷却される。冷却された冷媒は低温高圧状態となり、減圧装置22を介してそれぞれの蒸発器21に流入する。減圧装置22において、冷媒は減圧され、蒸発器21において蒸発することで周囲から気化熱を奪い、冷却装置13の内部の冷却を行う。この蒸発器21において気化した低温低圧の冷媒は冷媒供給装置12の圧縮機20に循環されるように構成されている。
次に、各冷媒供給装置12と各冷却装置13との間に形成されている冷媒配管14の特定を行う工程について具体的に説明する。冷却管理装置11は、記憶部16と、変更パターン発生部17と、信号処理部18と、制御部19とを備えている。まず、各冷媒供給装置12と各冷却装置13との間に形成されている冷媒配管14の特定を行う際に各冷媒供給装置12をどのように運転(ON)/停止(OFF)状態を切り替えて行わせるかについて、時間の経過に伴う変更パターンを記憶させる。
なお、この変更パターンは、予め定めた一つの変更パターンであっても、冷媒供給装置に対する制御毎に発生させた新たな変更パターンであってもよいが、全ての冷媒供給装置が少なくとも一度は運転する変更パターンであることが好ましい(最後の一台を運転することなく推測によって判断することも可能である)。更には、各冷媒供給装置13が複数の設定温度帯又は機種情報のそれぞれに対応する複数のグループに区別できる場合には、各グループ毎の冷媒供給装置13の数に対応した変更パターンであってもよい。
この変更パターン発生部17で発生させる変更パターンの例を図5A及び図5Bを用いて説明するが、図5A及び図5Bでは冷媒供給装置12A〜12C及び12Gの場合について示してあり、その他の冷媒供給装置12D〜12Fの場合については図示省略してある。
図5Aは、冷媒供給装置12A〜12C及び12Gを時間の経過と共にどのように運転(ON)状態と停止(OFF)状態との間で切り替えるかのタイムチャートを示す。ここでは、時刻t1で冷媒供給装置12AをON状態として時刻t2でOFF状態とし、時刻t3で冷媒供給装置12BをON状態として時刻t4でOFF状態とし、時刻t5で冷媒供給装置12CをON状態として時刻t6でOFF状態とし、更に時刻t7で冷媒供給装置12GをON状態として時刻t8でOFF状態とするパターンを発生させている。なお、冷媒供給装置12A〜12C及び12GのON/OFF制御は制御部19によって行われる。
この変更パターンは、図5Aに示したような冷媒供給装置12A〜12C及び12Gを1個ずつON状態とする場合の他、複数個同時にON状態とする場合も含み、操作者が任意に設定することができる。そして、通信線15を介して全ての冷却装置13の蒸発器21の温度を信号処理部18において監視する。
例えば、時刻t1とt2の間で冷媒供給装置12AをON状態としたとき、蒸発器21の温度が低下した冷却装置13を通信線15を介して得られた温度信号から特定する。これにより、冷媒供給装置12Aに連なる冷媒配管14Aを含む冷媒配管グループによって接続されている複数個のショーケース13Aを特定することができる。
同様に、図5Aに示したように、冷媒供給装置12B、12C及び12Gを順次個別にON状態に切り替えることにより、冷媒供給装置12B、12C及び12Gにそれぞれ連なる冷媒配管14B、14C及び14Gを含む冷媒配管グループによって接続されている複数個のショーケース13B、13C、13Gを特定することができる。
また、このような操作を冷媒供給装置12D〜12Fについて行うことにより、冷媒供給装置12D〜12Fにそれぞれ連なる冷媒配管14D〜14Fを含む冷媒配管グループによって接続されている複数個の空調機器13D〜13F及び13Gを特定することができる。
なお、図5Aに示したような冷媒供給装置12A〜12C及び12Gを1個ずつON状態とする変更パターンを採用すると、全ての冷媒供給装置12A〜12C及び12Gにそれぞれ連なる冷媒配管14を含む冷媒配管グループによって接続されている冷却装置13を特定するのに時間がかかる。そこで、図5Bに示したように、複数の冷媒供給装置12A〜12C及び12Gのうち、任意に選択した複数、例えは冷媒供給装置12A及び12Bを時間をずらして同時にON状態となるようにしてもよい。
このような構成を採用すると、例えば、冷媒供給装置12Aから流出する冷媒で蒸発器の温度が低下し出す時間と冷媒供給装置12Bから流出する冷媒で蒸発器の温度が低下し出す時間とがずれているため、冷媒供給装置12Aに連なる冷媒配管14Aを含む冷媒配管グループに接続されている複数個のショーケース13Aと、冷媒供給装置12Bに連なる冷媒配管14Bを含む冷媒配管グループによって接続されている複数個のショーケース13Bとを、互いに識別して特定することができる。
また、冷媒供給装置12が複数の設定温度帯又は機種情報のそれぞれに対応する複数のグループに区別できる場合には、冷却装置13における冷却時の温度がそれぞれのグループ毎に異なるため、1のグループに属する1台の冷媒供給装置13と他の1のグループに属する1台の冷媒供給装置13とを同一の変更パターンに基づいて並行して制御しても、それぞれのグループに属する複数の冷却装置13を互いに識別して特定することができる。
また、例えば複数個のショーケース13A中のそれぞれのショーケース13A1〜13A4は、たとえ全て同一形式の装置であっても、収納物の種類に応じて設定温度が相違しており、しかも、設置場所や周囲温度等によって動作特性が相違する。そのため、例えば、図5Aに示したように、冷媒供給装置12AのみがON状態とされたとき、図5Cに示したように、複数個のショーケース13A1〜13A4のそれぞれの蒸発器21の温度が、最初の温度Toから予め定めた所定温度以上、例えば5℃以上低下するタイミングa1〜a4に相違が生じる。
そのため、複数個のショーケース13A1〜13A4のうち、最初に蒸発器21の温度が予め定めた所定温度以上、例えば5℃以上、低下したものから順に特定する(以下、「アドレスを付与」という。)することができる。すなわち、図5Cに示した例では、ショーケース13A3にa1を割り当て、ショーケース13A2にa2を割り当て、ショーケース13A1にa3を割り当て、更に、ショーケース13A4にa4を割り当てることによって、同一の冷媒供給装置12Aに複数個のショーケース13A1〜13A4が並列に接続されている場合であっても、個々のショーケース13A1〜13A4にアドレスa1〜a4を1:1に対応させて付与することができ、冷媒供給装置12Aと個々のショーケース13A1〜13A4との間の冷媒配管の接続関係が自動的に分かるようになる。そのため、作業者は容易に個々の冷媒供給装置12と個々の冷却装置13との間の冷媒配管の接続関係を特定することができるようになる。
なお、アドレスを割り当てる際の冷却装置13の蒸発器21の温度の変化の基準、すなわち、予め定めた何℃以上下がったらアドレスを付与するかの基準を5℃未満に設定すると、冷媒供給装置12から冷却された冷媒が流れ出した初期の蒸発器21の温度変化は、定常状態になっていないため、変動幅が大きいので、正確に個々の冷却装置13を識別できない可能性が大きくなる。そのため、アドレスを割り当てる際の冷却装置13の蒸発器21の温度の変化の基準は5℃以上低下した場合とすることが好ましい。なお、冷却装置の変化の基準の上限値は、あまり大きいと個々の冷却装置を識別するために必要な時間が長くなるので、10℃以下とするとよい。
なお、ここでは冷媒供給装置12AのみがON状態とされたときの複数個のショーケース13A1〜14A4に対してアドレスを付与する例を示したが、係る点は図5Aに示したような冷媒供給装置12A〜12C及び12Gを1個ずつON状態とする変更パターンを採用する場合であっても、図5Bに示したような複数の冷媒供給装置12A〜12C及び12Gのうち、任意に選択し複数、例えは冷媒供給装置12A及び12Bを時間をずらして同時にON状態とする場合についても、同様に適用可能である。
[実施形態2]
次に、図6〜図11を参照して、本発明の実施形態2を説明する。具体的には、(1)店舗の冷却システムの全体概略構成、(2)冷却管理装置の構成、(3)冷却管理装置の動作、(4)作用・効果について説明する。以下の実施形態2における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
(1)店舗の冷却システムの全体概略構成
図6は、実施形態2に係る店舗の冷却システム10Aの全体概略構成図である。本実施形態2では、店舗の冷却システム10Aがスーパーマーケット等において設置される場合について説明する。
図6に示すように、実施形態2に係る店舗の冷却システム10Aは、統合コントローラとしての冷却管理装置11Aと、冷媒供給装置12J〜12Nと、冷却装置13としてのショーケース13J1〜13Jn、13K1〜13Kn、13L1〜13L2、13M1〜13Mn、13N1〜13Nn(以下、これらのショーケースをまとめて表す場合には「13J1〜13Nn」と表示する)と、冷媒配管14J〜14Nと、通信線15とを含む。
冷媒供給装置12J〜12Nは、冷却装置13としてのショーケース13J1〜13Nnに対して冷媒を供給する。ショーケース13J1〜13Nnは、供給される冷媒によって、その庫内に収納された非冷却物たる陳列商品が冷却される。これらショーケース13J1〜13Nnは、売場のレイアウト、店舗の間取り等に応じて、物理的に離れた場所に設置される。
図6において、冷媒配管14Jは、冷媒供給装置12Jとショーケース13J1〜13Jnとを接続する。この冷媒配管14Jを通じて冷媒が冷媒供給装置12Jとショーケース13J1〜13Jnとの間を循環している。冷媒供給装置12Jとショーケース13J1〜13Jnとにより、1つの冷媒配管グループが構成される。
冷媒配管14Kは、冷媒供給装置12Kとショーケース13K1〜13Knとを接続する。この冷媒配管14Kを通じて冷媒が冷媒供給装置12Kとショーケース13K1〜13Knとの間を循環している。冷媒供給装置12Kとショーケース13K1〜13Knとにより別の1つの冷媒配管グループが構成される。
冷媒配管14Lは、冷媒供給装置12Lとショーケース13L1〜13Lnとを接続する。この冷媒配管14Lを通じて冷媒が冷媒供給装置12Lとショーケース13L1〜13Lnとの間を循環している。冷媒供給装置12Lとショーケース13L1〜13Lnとにより別の1つの冷媒配管グループが構成される。
冷媒配管14Mは、冷媒供給装置12Mとショーケース13M1〜13Mnとを接続する。この冷媒配管14Mを通じて冷媒が冷媒供給装置12Mとショーケース13M1〜13Mnとの間を循環している。冷媒供給装置12Mとショーケース13M1〜13Mnとにより別の1つの冷媒配管グループが構成される。
冷媒配管14Nは、冷媒供給装置12Nとショーケース13N1〜13Nnとを接続する。この冷媒配管14Nを通じて冷媒が冷媒供給装置12Nとショーケース13N1〜13Nnとの間を循環している。冷媒供給装置12Nとショーケース13N1〜13Nnとにより別の1つの冷媒配管グループが構成される。
通信線15は、冷却管理装置11A、各冷媒供給装置12J〜12N、及び、各ショーケース13J1〜13Nnに配線される。この通信線15によって、店舗の冷却システム10Aを構成する複数の冷媒供給装置12J〜12N、及び、複数のショーケース13J1〜13Jnがネットワーク化され、冷却管理装置11Aは、これら各冷媒供給装置12J〜12N、及び、各ショーケース13J1〜13Jnを制御する。
(2)冷却管理装置の構成
次に、冷却管理装置11Aの構成について説明する。図7は、冷却管理装置11Aの構成図である。冷却管理装置11Aは、複数のショーケース13J1〜13Nnのそれぞれが、冷媒配管14J〜14Nを介して、複数の冷媒供給装置12J〜12Nの何れに接続されているかを特定する処理、換言すれば、各冷媒配管グループを構成する1台の冷媒供給装置と複数台のショーケースとを特定する処理(冷媒配管グループ特定処理)を行う。
図7に示すように、冷却管理装置11Aは、制御部19、記憶部16、通信部15a、入力部15b及び表示部15cを含む。制御部19は、例えばCPUによって構成され、店舗の冷却システム10Aが具備する各種機能を制御する。この制御部19は、生成部19a、設定部19b、制御部19c、計測部19d、解析部19eが含まれる。
また、記憶部16は、変更パターンテーブル16a、冷媒配管グループ格納テーブル16b、冷媒供給装置設定テーブル16c、ショーケース設定温度テーブル16d、ショーケース計測温度テーブル16eを記憶している。
生成部19aは、冷媒供給装置の運転及び停止のパターンである変更パターンを生成する。具体的には、生成部19aは、以下のようにして変更パターンを生成する。図8は、変更パターンの生成手順の一例を示す図である。生成部19aは、冷媒配管グループ特定処理において操作対象である冷媒供給装置12J〜12Nを2つのグループに分ける。図8では、冷媒供給装置12J〜12Lからなるグループと、冷媒供給装置12M及び12Nからなるグループに分けられる。次に、生成部19aは、一方のグループに属する冷媒供給装置には運転(ON)を割り当て、他方のグループに属する冷媒供給装置には停止(OFF)を割り当てる。なお、以下のON及びOFFは運転及び停止に限定されず、冷媒供給装置の出力の上昇及び下降であってもよい。
次に、生成部19aは、形成された2つのグループのそれぞれを、更に2つのグループに分け、一方のグループに属する冷媒供給装置にはONを割り当て、他方のグループに属する冷媒供給装置にはOFFを割り当てる。生成部19aは、このような処理をグループ分けができなくなるまで、すなわち、全てのグループにおいて、一つのグループに属する冷媒供給装置の数が1台になるまで繰り返す。
グループ分けを繰り返した結果、グループに属する冷媒供給装置の数が1台になった場合、生成部19aは、この冷媒供給装置に対する直近の割り当てがONであれば、次にOFFを割り当てる。一方、生成部19aは、この冷媒供給装置に対する直近の割り当てがOFFであり、且つ、この冷媒供給装置に対してこれまで一度もONが割り当てられていない場合には、次にONを割り当て、その次に再びOFFを割り当てる。
なお、最後に全ての冷媒供給装置12J〜12NにOFFが割り当てられる。この場合は、変更パターンから除外される。図8では、4回目の試行では、最後に全ての冷媒供給装置12J〜12NにOFFが割り当てられる。この4回目の試行は、変更パターンから除外される。このため、変更パターンは、3回の試行に対応するものとなる。
変更パターンに対応する最小の試行回数は、操作対象の冷媒供給装置の数によって定まる。具体的には、操作対象の冷媒供給装置の数をnとした場合、Log2(n+1)≦Nを満たす最小の整数Nが最小の試行回数となる。例えば、冷媒供給装置の数が5台である場合には、最小の試行回数は3回となる。
更に、生成部19aは、生成した複数の変更パターンの集合である変更パターン集合16fを記憶部16に記憶させる。
設定部19bは、変更パターン集合16fの中から冷媒供給装置12J〜12Nの数に対応する数の変更パターンを抽出する。更に、設定部19bは、抽出した変更パターンを1つずつ冷媒供給装置12J〜12Nに対応付けて、記憶部16内の変更パターンテーブル16aに設定する。
例えば、図6に示すように、5台の冷媒供給装置12J〜12Nが存在する場合は、設定部19bは、変更パターン集合16fから5つの変更パターンを抽出して、図9(a)に示すように、変更パターンテーブル16aに設定する。ここで、図9(a)中の「1」は冷媒供給装置のONを、「0」はOFFを示している。なお、冷媒供給装置が3台の場合には、変更パターンテーブル16aは図9(b)に示すものとなり、冷媒供給装置が4台の場合には、変更パターンテーブル16aは図9(c)に示すものとなる。
なお、図9(a)〜図9(c)には、変更パターン集合16fに含まれる冷媒供給装置の台数が3〜5台の場合の変更パターンを示したが、冷媒供給装置の台数はこれらに限られず、任意の台数を取り得る。変更パターン集合16fに含まれる冷媒供給装置の台数が6台以上の場合の変更パターンも、これらの例から容易に想到されるので、例示および説明は割愛する。
なお、生成部19aは冷却管理装置11A内に存在しなくてもよい。すなわち、変更パターンは、予め他の手段によって生成され、記憶部16に変更パターン集合16fとして記憶されてもよい。または、変更パターンは、冷却管理装置11Aの外部に存在する生成部により予め生成され、記憶部16に変更パターン集合16fとして記憶されてもよい。また、設定部19bが変更パターン集合16fから変更パターンテーブル16aに設定するのではなく、予め変更パターンテーブル16aが設定されていてもよい。または、生成部19aにより、直接冷媒供給装置の台数に対応した変更パターンが変更パターンテーブル16aに設定されてもよい。
制御部19cは、設定部19bによって変更パターンテーブル16aに設定された変更パターンに基づいて、冷媒供給装置12J〜12Nについて、制御時間が重複するように並行してON・OFFの制御を行う。なお、制御部19cは、変更パターン集合16fの冷媒供給装置台数に対応した部分を直接参照して制御を行ってもよい。
計測部19dは、制御部19cによる冷媒供給装置12J〜12NのON・OFFの制御毎に、ショーケース13J1〜13Jn内の蒸発器の温度を計測する。更に、計測部19dは、ショーケース計測温度テーブル16eに計測された温度を記憶させる。
解析部19eは、ショーケース計測温度テーブル16eに記憶されたショーケース13J1〜13Jn内の温度に基づいて、冷媒配管グループの特定を行う。特定結果は、表示部15cに出力される。
また、記憶部16は、生成部19aによって生成された変更パターンを記憶する。変更パターンテーブル16aには、設定部19bによって設定された変更パターンが含まれる。冷媒配管グループ格納テーブル16bには、本実施形態2において特定される冷媒配管グループが含まれる。
冷媒供給装置設定テーブル16cには、冷媒供給装置12J〜12Nの各種の設定情報が含まれる。ショーケース設定温度テーブル16dには、ショーケース13J1〜13Jnの冷却時の設定温度が記憶される。ショーケース計測温度テーブル16eには、変更パターンに基づくON・OFF制御の各試行毎に計測された、ショーケース13J1〜13Jn内の温度の値が含まれる。
通信部15aは、制御部19の制御により、冷媒供給装置12J〜12Nや、ショーケース13J1〜13Jn等の冷設機器への制御データの送信や、冷設機器からの計測データ等の受信を行う。入力部15bは、例えばタッチパネルであり、ユーザの操作内容を入力するために用いられるインタフェースである。表示部15cは、例えば液晶ディスプレイであり、制御部19の制御により画像を表示する。
(3)冷却管理装置の動作
次に、統合コントローラとしての冷却管理装置11Aの動作、具体的には冷媒配管グループを特定する動作について説明する。図10は、図6に示した冷却管理装置11Aによる冷媒配管グループを特定する動作を示すフローチャートである。
ステップS1において、制御部19内の生成部19aは、冷媒供給装置の運転及び停止のパターンである変更パターンを生成する。ステップS2において、記憶部16は、生成部19aによって生成された変更パターンの集合である変更パターン集合16fを記憶部16に記憶する。
ステップS3において、制御部19内の設定部19bは、記憶部16によって記憶された変更パターンを変更パターンテーブル16aに設定する。ステップS4において、制御部19内の制御部19cは、変更パターンテーブル16aに設定された変更パターンの試行回に基づいて、冷媒供給装置12J〜12Nについて、並行してON・OFFの制御を行う。
ステップS5において、制御部19内の計測部19dは、ショーケース13J1〜13Jn内の冷媒供給装置12J〜12Nによる温度変化を検知できる場所で温度を計測する。ステップS6において、制御部19内の解析部19eは、計測された温度の値(試行結果)に基づいて、冷媒配管グループを特定する。
具体的には、解析部19eは、ショーケース13J1〜13Jnにおいて過去及び今回の試行において計測された温度について、非冷却時の温度を中心とした所定範囲(第1の温度範囲)内であるか否か、及び、ショーケース設定温度テーブル16dに含まれる冷却時の設定温度を中心とした所定範囲(第2の温度範囲)内であるか否かを判定する。
次に、解析部19eは、ショーケース13J1〜13Jnにおいて過去及び今回計測された温度について、第1の温度範囲の場合には0を割り当て、第2の温度範囲の場合には1を割り当てた温度遷移を生成する。次に、解析部19eは、温度遷移と、冷媒供給装置12J〜12NのON・OFFのパターンである変更パターンのうち、今回の試行までのON・OFFのパターンの遷移(ON・OFF遷移)とを比較する。更に、解析部19eは、温度遷移と一致するON・OFF遷移が1つの場合のみ、この温度遷移に係るショーケースが、このON・OFF遷移に係る冷媒供給装置に接続されていると判断する。
なお、解析部19eは、温度変化に応じた値、具体的には、温度が上昇した場合には0を、下降した場合には1を、変わらない場合には直近と同じ値を割り当てることによって温度遷移を生成することによっても、この温度遷移に基づく冷媒配管グループの特定を行うこともできる。この場合には、解析部19eは、ショーケース13J1〜13Jnの温度が、第1の温度範囲又は第2の温度範囲に達するまで待って温度遷移を生成する必要がなく、より早い段階で冷媒配管グループを特定することができる。
ステップS7において、制御部19は、変更パターンにおいて、未実行の試行回があるか否かを判定する。未実行の試行回がある場合には、ステップS4における、変更パターンに基づく冷媒供給装置の並行制御以降の動作を繰り返す。一方、未実行の試行回がない場合には、一連の動作を終了する。
(4)作用・効果
本実施形態2において、冷却管理装置11Aは、冷媒供給装置の数によって定まる冷媒供給装置のON・OFFの最小の回数となる、冷媒供給装置のON・OFFのパターンである変更パターンを生成し、冷媒供給装置のそれぞれに異なる変更パターンを設定する。更に、冷却管理装置11Aは、設定した変更パターンに基づいて、冷媒供給装置のそれぞれを並行して制御する。
このような冷却管理装置11Aによれば、冷媒供給装置のそれぞれに対するON・OFFの試行回数を最小にするとともに、冷媒供給装置のそれぞれに対するON・OFF制御を並行して行うことで、冷媒配管グループを特定する時間を短縮することができる。
また、全てがOFFとなる変更パターンは存在しないため、各冷媒供給装置を少なくとも一度は運転して、ショーケース内の温度を低下させることができる。換言すれば、施行ミス等によって、何れの冷媒供給装置にも接続されずに温度が低下しないショーケースを発見することも可能となる。
[その他の実施形態]
本発明を上記実施形態1及び2によって示したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
例えば、上述した実施形態1及び2では、1台の冷媒供給装置に複数台の冷却装置が冷媒配管を介して並列的に接続されることにより、1つの冷媒配管グループが形成されているが、1台の冷媒供給装置に1台の冷却装置が冷媒配管を介して接続されることにより、1つの冷媒配管グループが形成されていてもよい。
また、例えば、冷媒供給装置及びショーケースが、冷凍時及び冷蔵時の設定温度のそれぞれに対応して、あるいは、冷媒供給装置が冷凍用であるか冷蔵用であるかを示す機種情報のそれぞれに対応して、冷蔵用の冷媒供給装置及びショーケースのグループと、冷凍用の冷媒供給装置及びショーケースのグループとに区別される場合がある。この場合には、冷却管理装置11Aの制御部19内の生成部19aは、冷蔵用の冷媒供給装置が属するグループについては、冷蔵用の変更パターンを生成し、冷凍用の冷媒供給装置が属するグループについては、冷凍用の変更パターンを生成するようにすればよい。この場合、グループのそれぞれに属する冷媒供給装置の数は、全体の数より少ないため、生成される冷蔵用及び冷凍用の変更パターンにおける試行回数を減らすことができる。
例えば、5台の冷媒供給装置12J〜12Nのうち、冷媒供給装置12J〜12Lが冷蔵用、冷媒供給装置12M及び12Nが冷凍用である場合、冷媒供給装置12J〜12Lに対応する冷蔵用の変更パターンテーブルは、図11(a)に示すものとなり、冷媒供給装置12M及び12Nに対応する冷凍用の変更パターンテーブルは、図11(b)に示すものとなり、図8に示す変更パターンよりも試行回数が1つ減っている。
すなわち、冷蔵時と冷凍時とでは冷却時の温度が異なるため、冷蔵用のグループに属する1台の冷媒供給装置と、冷凍用のグループに属する1台の冷媒供給装置とを同一の変更パターンに基づいて並行して制御しても、冷媒配管グループを特定することが可能である。このため、全ての冷媒供給装置に対して異なる変更パターンで制御する場合よりも試行回数を減らすことができる。
更に、制御部19内の制御部19cは、冷蔵用の冷媒供給装置が属するグループについては、冷蔵用の変更パターンに基づき、冷凍用の冷媒供給装置が属するグループについては、冷凍用の変更パターンに基づき、2つのグループ内の冷媒供給装置を並行して制御する。これにより、冷媒配管グループを特定する時間を短縮することができる。
その後、解析部19eは、冷媒配管グループを特定する際、以下の処理を行う。具体的には、解析部19eは、ショーケース13J1〜13Jnにおいて過去及び今回の試行において計測された温度について、非冷却時の温度を中心とした所定範囲(第1の温度範囲)内であるか否か、ショーケース設定温度テーブル16dに含まれる冷蔵時の設定温度を中心とした所定範囲(第2の温度範囲)内であるか否か、ショーケース設定温度テーブル16dに含まれる冷凍時の設定温度を中心とした所定範囲(第3の温度範囲)内であるか否かを判定する。
次に、解析部19eは、ショーケース13J1〜13Jnにおいて過去及び今回計測された温度について、第1の温度範囲の場合には0を割り当て、第2の温度範囲の場合には1を割り当てた冷蔵温度遷移を生成するとともに、第1の温度範囲の場合には0を割り当て、第3の温度範囲の場合には1を割り当てた冷凍温度遷移を生成する。
次に、解析部19eは、冷蔵温度遷移と、冷蔵用の変更パターンのうち、今回の試行までのON・OFF遷移とを比較する。更に、制御部19は、冷蔵温度遷移と一致するON・OFF遷移が1つの場合のみ、その冷蔵温度遷移に係るショーケースがそのON・OFF遷移に係る冷媒供給装置に接続されていると判断する。同様に、解析部19eは、冷凍温度遷移と、冷蔵用の変更パターンのうち、今回の試行までのON・OFF遷移とを比較する。更に、制御部19は、冷凍温度遷移と一致するON・OFF遷移が1つの場合のみ、その冷凍温度遷移に係るショーケースがそのON・OFF遷移に係る冷媒供給装置に接続されていると判断する。
10、10A…店舗の冷却システム
11、11A…冷却管理装置
12、12A〜12G、12J〜12N…冷媒供給装置
13…冷却装置
13A〜13C、13G、13J1〜13Nn…ショーケース
13D〜13F…空調機器
14、14A〜14G、14J〜14N…冷媒配管
15…通信線
15a…通信部
15b…入力部
15c…表示部
16…記憶部
17…変更パターン発生部
18…信号処理部
19…制御部
20…圧縮機
21…蒸発器
22…減圧装置
23…凝縮器
24…ファン

Claims (8)

  1. 蒸発器を備え被冷却物を冷却する少なくとも1つの冷却装置と、冷媒圧縮機を備え前記少なくとも1つの冷却装置に冷媒を供給する冷媒供給装置と、を有し、
    前記冷媒供給装置の冷媒圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、少なくとも1つの前記冷却装置の蒸発器とが冷媒配管によって環状に接続されて冷凍サイクルが構成された冷媒配管グループを備え、
    前記冷媒配管グループは、複数が単一の店舗内に設置されており、
    それぞれの前記冷媒配管グループの前記冷凍サイクルの運転を制御し、前記冷媒供給装置と前記冷却装置との間の前記冷媒配管の接続関係を特定する機能を備えた冷却管理装置において、
    前記冷媒供給装置に前記冷媒配管によって接続されている前記冷却装置を特定する際に、
    記憶されている前記冷媒供給装置の設定台数に基いて決められるそれぞれの前記冷媒供給装置の運転/停止状態の時間の経過に伴う変更パターンに応じて前記冷媒供給装置の運転/停止を行ったときの前記冷却装置の蒸発器の温度変化を検出し、
    前記冷媒供給装置の運転/停止に連動して温度変化する前記蒸発器を収納する前記冷却装置が前記冷媒供給装置と冷媒配管で接続されていると特定することを特徴とする冷却管理装置。
  2. 前記記憶されている前記冷媒供給装置の設定台数に基いて決められたそれぞれの前記冷媒供給装置の運転/停止状態の時間の経過に伴う変更パターンに応じて前記冷媒供給装置の運転/停止を行ったときの前記冷却装置の蒸発器の温度変化が検出された順にアドレスを割り当てることを特徴とする請求項1に記載の冷却管理装置。
  3. 前記アドレスは、前記冷却装置の蒸発器の温度が所定の温度以上下がった順に割り当てることを特徴とする請求項2に記載の冷却管理装置。
  4. 前記変更パターンは、前記冷媒供給装置の数によって定まる前記冷媒供給装置の運転及び停止の最小の回数となる前記冷媒供給装置の運転及び停止のパターンであり、
    前記記憶部に記憶された前記変更パターンから、前記冷媒供給装置の数に対応する変更パターンを参照して、前記冷媒供給装置のそれぞれを並行して制御する制御部と、
    前記複数の冷却装置内のそれぞれの蒸発器の温度を計測する計測部と、
    前記計測部により計測された前記複数の冷却装置内のそれぞれの蒸発器の温度に基づいて、前記冷媒配管グループの特定を行う解析部とを備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の冷却管理装置。
  5. 前記変更パターンを生成する生成部を備えることを特徴とする請求項4に記載の冷却管理装置。
  6. 前記生成部は、前記複数の冷媒供給装置を2つのグループに分け、更に前記2つのグループのそれぞれを2つのグループに分けるグループ分けの処理をグループ分けができなくなるまで繰り返し、前記グループ分けの処理の都度形成される2つのグループの一方に前記冷媒供給装置の運転を割り当て、他方に前記冷媒供給装置の停止を割り当てた前記変更パターンを生成することを特徴とする請求項5に記載の冷却管理装置。
  7. 前記生成部は、前記冷媒供給装置のそれぞれについて少なくとも一度の運転が発生する前記変更パターンを生成することを特徴とする請求項5又は6に記載の冷却管理装置。
  8. 前記冷媒供給装置が複数の設定温度帯又は機種情報のそれぞれに対応する複数のグループに区別される場合に、
    前記制御部は、前記記憶された前記変更パターンから、前記グループ毎の冷媒供給装置の数に対応した変更パターンを参照して、前記グループのそれぞれに属する前記冷媒供給装置を並行して制御する請求項4〜7の何れかに記載の冷却管理装置。

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