JP2011112296A - 除霜制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】季節や環境に応じた時間間隔で周期的に除霜運転を行うことにより、冷却効率の低下を抑えるとともに、除霜運転時間を短縮して省エネルギー化を図ることができる除霜制御方法を提供する。
【解決手段】除霜タイマー又は集中制御盤からの信号によって周期的に除霜運転を行うにあたり、冷却負荷が高い期間に対応した高負荷基準周期時間と該高負荷基準周期時間中の高負荷除霜運転開始時間間隔とをあらかじめ高負荷用除霜設定値としてそれぞれ設定するとともに、前記高負荷基準周期時間より長い時間の低負荷基準周期時間と前記高負荷除霜運転開始時間間隔より長い時間間隔の低負荷除霜運転開始時間間隔とをあらかじめ低負荷用除霜設定値としてそれぞれ設定し、冷却負荷が高い期間には高負荷用除霜設定値を使用し、冷却負荷が低い期間には低負荷用除霜設定値を使用して除霜運転を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、ショーケースやプレハブ庫、冷凍・冷蔵倉庫などの冷却設備における除霜制御方法に関し、詳しくは、周期的に除霜運転を行う冷却設備における除霜運転を制御する方法に関する。

各種物品を低温で保管するショーケースやプレハブ庫、冷凍・冷蔵倉庫などを冷却するための冷凍機を備えた冷却設備では、冷却器に付着した霜を除去するための除霜運転を行って冷却器から霜を除去するようにしている。除霜運転の制御方法としては、最も冷却負荷が高い夏期を基準にして１日２４時間当たりの除霜運転回数を設定し、季節や運転状況に応じて除霜運転回数を間引くようにすることで、鮮度管理を図りながら省エネルギー化を図る方法が一般的に採用されている。

例えば、開店時刻に合わせて午前１０時から１回目の除霜運転を開始し、１日に４回の除霜運転を行うように設定した場合、夏期には４回とも除霜運転を行い、冷却負荷が低く、冷却器への着霜量が少なくなる中間期には２回目の１０時からの除霜運転を省略することにより、営業時間中の除霜運転を午後４時の１回に抑えるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開平９−１２６６０３号公報 特開平１１−６３７４４号公報

しかし、従来の運転方法では、夏期には６時間毎に除霜運転が入るのに対し、中間期では、除霜運転の間隔が一部で１２時間に開くため、除霜運転開始直前における冷却器への着霜量が異なってしまう。例えば、前述のように１０時からの除霜運転を省略した場合には、その次に除霜運転に入る午後４時には、前回の午前４時の除霜運転終了から約１２時間が経過しているため、冷却器への着霜量が、６時間で除霜運転に入った場合に比べて多くなる。したがって、除霜運転開始前の着霜量が想定よりも多くなってしまった場合には、冷却効率が低下したり、所定の除霜運転時間では十分な除霜が行えなくなってしまうおそれがあった。このため、冷却器の着霜量を監視して臨時の除霜運転を行う必要が生じることになり、消費電力が増大するおそれがある。

そこで本発明は、季節や環境に応じた時間間隔で周期的に除霜運転を行うことにより、冷却効率の低下を抑えるとともに、除霜運転時間を短縮して省エネルギー化を図ることができる除霜制御方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明のショーケースの除霜制御方法は、除霜タイマー又は集中制御盤からの信号によって周期的に除霜運転を行う除霜制御方法において、冷却負荷が高い期間に対応した高負荷基準周期時間と該高負荷基準周期時間中の高負荷除霜運転開始時間間隔とをあらかじめ高負荷用除霜設定値としてそれぞれ設定するとともに、前記高負荷基準周期時間より長い時間の低負荷基準周期時間と前記高負荷除霜運転開始時間間隔より長い時間間隔の低負荷除霜運転開始時間間隔とをあらかじめ低負荷用除霜設定値とし
てそれぞれ設定し、冷却負荷が高い期間には前記高負荷用除霜設定値を使用して除霜運転を行い、冷却負荷が低い期間には前記低負荷用除霜設定値を使用して除霜運転を行うことを特徴としている。

本発明の除霜制御方法においては、前記冷却負荷が高い期間と前記冷却負荷が低い期間との選別は、除霜タイマー又は集中制御盤が備えたカレンダー機能に基づいて行うことができる。また、前記高負荷用除霜設定値と低負荷用除霜設定値との間の基準周期時間及び除霜運転開始時間間隔を設定した中間負荷用除霜設定値を有し、冷却負荷の状態に応じて前記高負荷用除霜設定値、低負荷用除霜設定値及び中間負荷用除霜設定値のいずれか一つを選択することもできる。さらに、除霜運転を行わない冷却運転優先時間帯をあらかじめ設定し、除霜運転時間が前記冷却運転優先時間帯に重なるときには、該冷却運転優先時間帯の経過後に除霜運転を開始することが好ましく、また、除霜タイマー又は集中制御盤が備えたカレンダー機能に基づいて１回の除霜運転時間を変更することもできる。

本発明のショーケースの除霜制御方法によれば、冷却負荷に応じて除霜運転回数を減らすことができるとともに、除霜運転間隔を平均化することができるので、鮮度管理の向上や省エネルギー化を図ることができる。また、冷却運転優先時間帯を設定することにより、庫内温度の上昇を回避して商品の鮮度劣化防止や消費エネルギーの増加防止を図ることができる。

中間期における除霜運転状態を示す説明図である。 冬期における除霜運転状態を示す説明図である。 本発明の除霜制御方法の一制御例を示すフローチャートである。 冬期における除霜運転状態の他の例を示す説明図である。

まず、本発明方法の実施対象は、ショーケースやプレハブ庫、冷凍・冷蔵倉庫などの冷却設備であって、冷却器（冷却コイル）の除霜運転を、除霜タイマー又は集中制御盤からの信号によって周期的に行うように設定した冷却設備である。除霜運転周期は、冷却設備の冷却負荷に応じて設定されるもので、通常は、冷却負荷が最も高くなる期間、例えば夏期の冷却負荷に応じて基本となる除霜運転周期を設定する。

冷却負荷が最も高くなる期間における除霜運転周期の設定は、冷却設備の状況に応じて従来と同様に設定することができ、例えば、前記同様に、高負荷基準周期時間を１日２４時間に設定し、高負荷除霜運転開始時間間隔を６時間にそれぞれ高負荷用除霜設定値として設定するとともに、第１回目の除霜運転開始時間を午前４時に設定する。これにより、１日２４時間当たり、午前４時、午前１０時、午後４時、午後１０時の４回、６時間毎に除霜運転を開始するように設定する。従来の除霜制御では、前述のように、冷却負荷が低くなる期間では、この４回の除霜運転の１回又は２回を省略し、例えば、中間期では午前４時、午後４時、午後１０時の３回、冬期では午前４時、午後４時の２回に除霜運転を行うように設定している。

これに対し、本発明では、基準周期時間を１日２４時間に設定せずに、例えば、中間期には、前記高負荷基準周期時間の１日２４時間より長い３日間７２時間を基準周期時間（中間基準周期時間）とし、前記高負荷除霜運転開始時間間隔の６時間より長い時間間隔である９時間を除霜運転開始時間間隔（中間除霜運転開始時間間隔）とした中間負荷用除霜設定値を設定する。すなわち、３日間７２時間の間に９時間毎に８回の除霜運転を行うように設定する。
さらに、冷却負荷が最も低くなる冬期には、前記高負荷基準周期時間の１日２４時間や中間基準周期時間の３日間７２時間より長い７日間１６８時間を基準周期時間（低負荷基準周期時間）とし、前記高負荷除霜運転開始時間間隔の６時間や中間除霜運転開始時間間隔の９時間より長い時間間隔である１４時間を除霜運転開始時間間隔（低負荷除霜運転開始時間間隔）とした低負荷用除霜設定値を設定する。すなわち、７日間１６８時間の間に１４時間毎に１２回の除霜運転を行うように設定する。

例えば、営業時間が午前１０時から午後１０時までの店舗に設置したショーケースの除霜運転を制御する場合、図１に示す中間期においては、通常の除霜運転（夏期の除霜運転）を、午前４時、午前１０時、午後４時、午後１０時の６時間毎に４回行う用に設定しているのに対し、前述の従来の除霜制御では、２回目の午前１０時の除霜運転を省略し、午前４時、午後４時、午後１０時の３回に除霜運転を行うようにしている。したがって、午後４時の除霜運転に入る前は、午前４時の除霜運転終了から約１２時間が経過していることから、このときの除霜運転開始直前の冷却器への着霜量は、午前４時及び午後１０時に除霜運転に入る直前の冷却器への着霜量より多くなっているため、午後４時の除霜運転開始直前におけるショーケース内の冷却効率が著しく低下して圧縮機の稼働時間が長くなることがある。

一方、本発明方法を適用した除霜運転の例では、周期を３日間７２時間で９時間毎に除霜運転を行うように設定している。したがって、３日間で、従来の除霜制御では、除霜運転を９回行っているのに対し、本例では除霜運転は８回であるから、除霜運転を１回分少なくすることができる。これにより、各回の除霜運転を３０分の一定時間で行っている場合には、冷却運転が中断することによって庫内温度が上昇する時間を短くすることができ、中間期の気温などの環境条件に対応した運転状態で陳列商品、保管商品の鮮度管理を向上させることができる。さらに、除霜ヒータを使用して冷却器の除霜を行うものでは、除霜ヒータの消費電力を低減することができる。また、各除霜運転開始前の冷却器への着霜量は、除霜運転間隔が一定であることから毎回略同じ着霜量であり、ショーケース内の冷却効率が著しく低下することはなく、圧縮機の稼働時間が長くなることも回避できる。すなわち、除霜運転の周期の基準を３日間７２時間として９時間毎に除霜運転を行うように設定することにより、中間期における鮮度管理の向上や省エネルギー化を図ることができる。

また、図２に示す冬期の場合には、周期を７日間（１週間）１６８時間で１４時間毎に除霜運転を行うように設定している。この場合も、従来の１２時間毎の除霜運転に比べて本発明の除霜運転では除霜運転回数を１４回から１２回に低減することができるので、中間期の場合と同様に、冬期における鮮度管理の向上や省エネルギー化を図ることができる。

このようにして除霜運転を制御する際に、除霜運転開始時間が、商品を陳列する時間帯、買い物客で賑わう時間帯、保管商品を入れ替える時間帯、電力需要がピークとなる時間帯など、庫内温度が上昇しやすく、除霜運転を行わずに冷却運転を継続させることが望ましい時間帯に当たる場合には、この時間帯を避けて除霜運転を開始するように設定することが好ましい。冷却運転を継続させて除霜運転を後回しにする時間帯の設定は、除霜タイマーや集中制御盤が備えているスケジュール機能を利用することにより、冷却運転優先時間帯として簡単に設定しておくことができる。このような冷却運転優先時間帯を設定することにより、庫内温度の上昇を回避して商品の鮮度劣化防止や購買チャンスのロス防止、消費電力（エネルギー）の増加防止を図ることができる。

このような除霜運転の制御は、図３に示す簡単な手順で実施することができる。すなわち、冷却運転を行っている場合は（ステップ１１）、季節の判断を行う手順に進む（ステ
ップ１２）。まず、ステップ１３で夏期（冷却負荷が大）であると判断した場合はステップ１４に進み、除霜タイマーや集中制御盤の除霜運転情報を、周期が１日サイクルで６時間毎に４回、除霜時間は３０分であるという設定を行う。

ステップ１３で夏期ではないと判断した場合はステップ１５に進み、中間期（冷却負荷が中）であるか否かを判断する。ステップ１５で中間期であると判断した場合はステップ１６に進み、除霜タイマーや集中制御盤の除霜運転情報を、周期が３日サイクルで９時間毎に８回、除霜時間は３０分であるという設定を行う。同様に、ステップ１５で中間期ではないと判断した場合は、ステップ１７に進み、冬期（冷却負荷が小）であるか否かを判断し、冬期であると判断した場合は、ステップ１８に進み、除霜タイマーや集中制御盤の除霜運転情報を、周期が７日サイクルで１４時間毎に１２回、除霜時間は３０分であるという設定を行う。そして、ステップ１９で時間判定を行い、所定の除霜開始時間であると判断した場合には除霜運転を開始し、除霜開始時間ではないと判断したときにはステップ１１に戻って冷却運転を継続する。

このとき、前述のように、冷却運転を継続させて除霜運転を後回しにする時間帯の設定、すなわち、冷却運転優先時間帯が設定されている場合には、ステップ２０で冷却運転優先時間帯（除霜運転の除外指定時間）であるか否かの判断を行い、冷却運転優先時間帯ではないと判断した場合にはステップ２１に進んで除霜運転を開始する。また、ステップ２０で冷却運転優先時間帯中であると判断した場合はステップ２２に進み、冷却運転優先時間帯が終了するのを待って除霜運転を開始する。ステップ２１又はステップ２２で除霜運転を所定時間行った後にステップ２３に進み、冷却運転を再開してステップ１１に戻る。

さらに、上述の基準周期時間及び除霜運転開始時間間隔周期を変更する除霜制御に加えて、除霜運転時間を変更する制御を加えることもできる。例えば、図４に示すように、冷却負荷が低くなる冬期において、周期の基準を中間期と同じ３日間７２時間とし、９時間毎に除霜運転を行うように設定するとともに、各除霜運転時間を、通常の３０分から２０分に短縮するように設定する。これにより、従来の冬期には１２時間毎に３０分の除霜運転を行う場合の３日間の除霜運転時間合計１８０分（３０分×６回）に対し、各除霜運転時間を短縮することにより、３日間の除霜運転時間合計を１６０分（２０分×８回）にすることができる。すなわち、除霜運転回数は従来より多いものの、除霜運転時間合計を短くすることができるので、除霜ヒータを使用している場合には消費電力を削減することができ、省エネルギーを図ることができる。このような制御は、中間期と冬期との端境期に適しており、除霜運転開始時間間隔周期が短いので除霜運転時間を短縮しても十分な除霜を行うことができるため、除霜不良によって冷却効率が低下することはなく、除霜運転時間の短縮によって除霜運転時の庫内温度の上昇も抑えることができる。

なお、冷却設備の設置場所や環境によって一時的に冷却器への着霜量が増大するような場合に備えて、冷却器の着霜量や庫内温度を監視して臨時の除霜運転を行うように設定しておくことにより、庫内温度の上昇や除霜不良の発生を確実に回避することができる。逆に、着霜量が少なくて冷却効率が低下しないような状態の場合には、周期的に行う除霜運転の一部を省略することもできる。

Claims (5)

1. 除霜タイマー又は集中制御盤からの信号によって周期的に除霜運転を行う除霜制御方法において、
   冷却負荷が高い期間に対応した高負荷基準周期時間と該高負荷基準周期時間中の高負荷除霜運転開始時間間隔とをあらかじめ高負荷用除霜設定値としてそれぞれ設定するとともに、前記高負荷基準周期時間より長い時間の低負荷基準周期時間と前記高負荷除霜運転開始時間間隔より長い時間間隔の低負荷除霜運転開始時間間隔とをあらかじめ低負荷用除霜設定値としてそれぞれ設定し、
   冷却負荷が高い期間には前記高負荷用除霜設定値を使用して除霜運転を行い、
   冷却負荷が低い期間には前記低負荷用除霜設定値を使用して除霜運転を行うことを特徴とする除霜制御方法。
2. 前記冷却負荷が高い期間と前記冷却負荷が低い期間との選別は、除霜タイマー又は集中制御盤が備えたカレンダー機能に基づいて行うことを特徴とする請求項１記載の除霜制御方法。
3. 前記高負荷用除霜設定値と低負荷用除霜設定値との間の基準周期時間及び除霜運転開始時間間隔を設定した中間負荷用除霜設定値を有し、冷却負荷の状態に応じて前記高負荷用除霜設定値、低負荷用除霜設定値及び中間負荷用除霜設定値のいずれか一つを選択することを特徴とする請求項１又は２記載の除霜制御方法。
4. 除霜運転を行わない冷却運転優先時間帯をあらかじめ設定し、除霜運転時間が前記冷却運転優先時間帯に重なるときには、該冷却運転優先時間帯の経過後に除霜運転を開始することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の除霜制御方法。
5. 除霜タイマー又は集中制御盤が備えたカレンダー機能に基づいて除霜運転時間を変更することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の除霜制御方法。

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