JP2011127862A - 冷却装置及びオープンショーケース - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機の回転数を制御する冷却装置において、起動から通常のサイクル運転に渡る長期間において消費電力の削減を図ることを目的とする。
【解決手段】冷却装置は、目標温度と現在温度との偏差ｅに基づき、冷凍サイクルを構成する圧縮機２６の回転数を少なくとも比例制御することにより、現在温度を目標温度に近づける制御装置Ｃを備える。制御装置Ｃは、現在温度が目標温度以上である場合、偏差ｅに基づく制御を行うための係数を小さくし、現在温度が目標温度より低い場合は、前記係数を大きくする。
【選択図】図３

Description

本発明は、低温ショーケースや低温貯蔵庫、空気調和機などに設置される冷却装置、特に、目標温度と現在温度との偏差ｅに基づき圧縮機のモータ（圧縮機モータ）回転数を少なくとも比例制御する冷却装置及びオープンショーケースに関するものである。

従来より、例えばショーケースに採用される冷却装置は、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器などを配管により順次環状に接続して所定の冷媒回路を構成すると共に、この冷媒回路内には所定量の冷媒が封入されている。そして、圧縮機が運転されると、冷媒は圧縮されて高温高圧のガス状態となり、凝縮器に流入する。凝縮器において冷媒は放熱し、凝縮液化した後、減圧装置にて減圧され、蒸発器に供給される。蒸発器内では減圧された後の液冷媒が蒸発し、そのときに周囲から吸熱することにより冷却作用を発揮する（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２３２９９４号公報 特開２００９−７４７７９号公報

ところで、前記圧縮機は、制御装置により通常は最低回転数と最高回転数の間で回転数が制御される。即ち、ショーケースの被冷却空間である陳列室の温度（庫内温度）が上限温度に達した場合、制御装置は圧縮機を起動する。そして、制御装置は、冷媒の温度や庫内温度を検出するための各種センサ等の出力に基づいて予め設定された最低回転数と最高回転数の範囲内で圧縮機の回転数を制御する。そして、ショーケースの庫内温度が下限温度まで低下した場合に圧縮機を停止する。これにより、ショーケースの庫内を所定の冷却温度に維持していた。

ここで、圧縮機の最高回転数及び最低回転数は前述した如く予め設定されており、当該最高回転数は電源投入時や除霜運転終了後などのプルダウン時に必要な冷却能力を得るために高く設定され、これにより、プルダウン時の冷却効率の向上を図っていた。

しかしながら、前記プルダウン以外の通常運転時は、高く設定された最高回転数により、圧縮機のＯＮ／ＯＦＦが頻繁に生じるため、消費電力が増大し、また、庫内温度を目標温度に精度良く維持することが困難となる問題があった。

そこで、圧縮機モータをインバータ装置によって、運転周波数をＰＩＤ制御し、庫内温度をより円滑に精度良く目標温度に近づける制御を行っている。当該ＰＩＤ制御は、制御装置内部に設けられるＰＩＤ演算処理部によって実行される。具体的には、目標温度と現在の実際の庫内温度（現在温度）との偏差ｅから比例（Ｐ）と、積分（Ｉ）と、微分（Ｄ）の演算を実行し、当該偏差ｅに比例してそれを減らす方向の制御量である比例量を算出する比例動作と、偏差ｅの積分値（目標温度との偏差ｅを時間軸方向に積分した値）を減らす方向の制御量である積分量を算出する積分動作と、偏差ｅの変化の傾き（微分値）を減らす方向の制御量である微分量を算出する微分動作を行い、これらの制御量を加算した制御量である操作量から圧縮機モータの運転周波数を決定する。以下に演算式を示す。
演算式 操作量＝比例量＋積分量＋微分量＋固定量
比例量＝（現在温度−目標温度）×Ｋｐ
積分量＝（（前回温度−目標温度）＋（現在温度−目標温度））×Ｋｉ
微分量＝（現在温度−前回温度）×Ｋｄ
固定量＝Ｄｆ

従来では、上述した如き比例量の算出に用いられる比例係数Ｋｐや、積分量の算出に用いられる積分係数Ｋｉ、微分量の算出に用いられる微分係数Ｋｄ、固定量Ｄｆは、当該冷却装置が搭載されるショーケースなどの機種毎に定められており、設定を変更することが可能であった。しかし、一旦設定した後は、電源投入後の起動初期時や除霜終了後などのプルダウン時であっても、温調温度に達した通常運転時であっても、同様のＰＩＤ係数を用いてＰＩＤ制御が行われていた。

そのため、ＰＩＤ係数を大きい値としたときは、図７に示すように初期起動時や除霜終了後の起動時に、圧縮機モータの回転数が急激に上昇してしまう。また、圧縮機モータの回転数が急激に上昇するために、庫内温度は短時間で目標温度に到達するものの、目標温度を通り越して低下するアンダーシュートの幅が大きくなる。更に、長時間の運転サイクルで見た場合、通常運転時に圧縮機モータの回転数が上昇と下降を繰り返し、効率の悪い運転となってしまう。

一方、ＰＩＤ係数を小さい値としたときは、図８に示すように庫内温度が目標温度に達した後の圧縮機モータの回転数降下が遅くなり、アンダーシュートした状態の期間が長くなる。そのため、陳列室内が冷えすぎ状態となり、運転効率の低下によって省エネルギーに反する結果となる。時に、オープンショーケースでは、ナイトカバーを閉じたときや周囲温度が低い環境下で、庫内温度が目標温度よりも著しく低下してしまう問題がある。

そこで、初期起動時にはＰＩＤ係数を大きくして庫内温度を急速に目標温度に近づけ、偏差ｅが小さい通常運転時にはＰＩＤ係数を小さくして圧縮機モータの回転数変化量を小さくし、アンダーシュートを抑制する方法もある（特許文献２参照）。

しかしながら、このようにＰＩＤ係数を変化させた場合にも、初期起動時や除霜終了後の起動時には圧縮機モータの回転数は急激に上昇し、回転数が高い期間も長くなってしまう。また、庫内温度と目標温度との偏差ｅが小さい通常運転時において、ＰＩＤ係数が小さくなるため、庫内温度が目標温度を下回った状態で、回転数の降下が遅れて庫内温度が目標温度より大きく低下してしまうと共に、アンダーシュートした状態の期間も長くなるという欠点がある。特に、ナイトカバーを備えたオープンショーケースでは、ナイトカバーを閉じたときは低周囲温度環境下でその傾向が大きく出てしまうという問題があった。

本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、圧縮機の回転数を制御する冷却装置やオープンショーケースにおいて、起動から通常のサイクル運転に渡る長期間において消費電力の削減を図ることを目的とするものである。

請求項１の発明の冷却装置は、目標温度と現在温度との偏差ｅに基づき、冷凍サイクルを構成する圧縮機の回転数を少なくとも比例制御することにより、現在温度を目標温度に近づける制御装置を備えたものであって、制御装置は、現在温度が目標温度以上である場合、前記偏差ｅに基づく制御を行うための係数を小さくし、現在温度が目標温度より低い場合は、前記係数を大きくすることを特徴とする。

請求項２の発明の冷却装置は、目標温度と現在温度との偏差ｅに基づき、冷凍サイクルを構成する圧縮機の回転数を少なくとも比例制御することにより、現在温度を目標温度に近づける制御装置を備えたものであって、制御装置は、現在温度が目標温度より高い場合、前記偏差ｅに基づく制御を行うための係数を小さくし、現在温度が目標温度以下である場合は、前記係数を大きくすることを特徴とする。

請求項３の発明のオープンショーケースは、冷凍サイクルに含まれる蒸発器と熱交換した冷気を陳列室内に循環させることにより、陳列室内において商品を冷却しながら陳列すると共に、陳列室の開口を閉塞するためのナイトカバーを備えたものであって、冷凍サイクルを構成する圧縮機と、陳列室の目標温度と現在温度との偏差ｅに基づき、圧縮機の回転数を少なくとも比例制御することにより、現在温度を目標温度に近づける制御装置とを備え、制御装置は、現在温度が目標温度以上である場合、前記偏差ｅに基づく制御を行うための係数を小さくし、現在温度が目標温度より低い場合は、前記係数を大きくすることを特徴とする。

請求項４の発明のオープンショーケースは、冷凍サイクルに含まれる蒸発器と熱交換した冷気を陳列室内に循環させることにより、陳列室内において商品を冷却しながら陳列すると共に、陳列室の開口を閉塞するためのナイトカバーを備えたものであって、冷凍サイクルを構成する圧縮機と、陳列室の目標温度と現在温度との偏差ｅに基づき、圧縮機の回転数を少なくとも比例制御することにより、現在温度を目標温度に近づける制御装置とを備え、制御装置は、現在温度が目標温度より高い場合、前記偏差ｅに基づく制御を行うための係数を小さくし、現在温度が目標温度以下である場合は、前記係数を大きくすることを特徴とする。

請求項５の発明の冷却装置又はオープンショーケースは、上記各発明において制御装置は、前記偏差ｅに基づき、圧縮機の回転数のＰＩ制御、ＰＤ制御、若しくは、ＰＩＤ制御を実行すると共に、前記係数はＰＩ制御、ＰＤ制御、若しくは、ＰＩＤ制御における比例係数、積分係数、及び、微分係数であることを特徴とする。

請求項６の発明の冷却装置又はオープンショーケースは、上記各発明において制御装置は、目標温度より高い所定の閾値を有し、現在温度が前記閾値より高い場合、前記係数を大きくすることを特徴とする。

本発明によれば、目標温度と現在温度との偏差ｅに基づき、冷凍サイクルを構成する圧縮機の回転数を少なくとも比例制御することにより、現在温度を目標温度に近づける制御装置を備えており、制御装置は、現在温度が目標温度以上である場合、又は、目標温度より高い場合、前記偏差ｅに基づく制御を行うための係数を小さくし、現在温度が目標温度より低い場合、又は、目標温度以下である場合は、前記係数を大きくするようにしたので、初期起動時や除霜終了後の起動時における圧縮機回転数の急激な上昇を防止し、圧縮機の無駄な回転数上昇を抑制することが可能となる。

また、現在温度が目標温度より低くなり、或いは、目標温度に達した後は、速やかに圧縮機の回転数を降下させ、必要以上の冷却を防止することができるようになる。これにより、総じて起動から通常のサイクル運転に渡る長期間において、消費電力量の削減を図ることができるようになる。

特に、請求項３や請求項４の如くナイトカバーを備えたオープンショーケースにおいては、ナイトカバーを閉じたときや低周囲温度環境下における冷やしすぎを効果的に解消し、陳列室内の安定的な冷却制御を実現することが可能となるものである。

また、本発明は比例制御のみならず、請求項５の如くＰＩ制御、ＰＤ制御、又は、ＰＩＤ制御においても有効であり、その場合の係数は比例係数、積分係数、及び、微分係数となる。

更に、請求項６の如く目標温度より高い所定の閾値を設定し、現在温度が前記閾値より高い場合、前記係数を大きくすれば、初期起動時等における圧縮機回転数の上昇は急峻になるものの、冷却に要する時間の短縮は図ることが可能となるものである。

次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明の冷却装置Ｒを備えたオープンショーケース１の一実施例の縦断側面図を示している。実施例のオープンショーケース１は、コンビニエンスストアやスーパーマーケットなどの店舗に設置される前面に開口を有する低温ショーケースである。

オープンショーケース１は、前面に開口する断面略コ字状の断熱壁３と、その両側に取り付けられる側板４、４によって本体２が構成されている。この断熱壁３の背面及び天面の内側には間隔を存してそれぞれ背面パネル６及び天面パネル７が配設され、これら背面パネル６、天面パネル７と断熱壁３間に背方から上方に渡る背面ダクト９が構成されている。

また、背面パネル６の下端には、前方に延在するデッキパン１０が設けられており、これら背面パネル６、天面パネル７及びデッキパン１０の内側に、前面に開口する陳列室１１が構成されている。陳列室１１内（庫内）には棚装置１２が複数段、本実施例では上下に５段架設されている。そして、デッキパン１０の下方には背面ダクト９に連通してその一部を構成する下部ダクト１４が構成されている。

背面ダクト９の上端は陳列室１１の前面開口上縁に位置する冷気吐出口１６に連通し、下部ダクト１４の前端は陳列室１１の前面開口下縁に位置すると共に、複数のスリットから成る冷気吸込口１７に連通している。また、デッキパン１０の下方の下部ダクト１４内には冷気循環用送風機１９が配設され、陳列室１１後方の背面ダクト９内には後述する圧縮機２６や凝縮器２７と共に冷却装置Ｒの冷凍サイクルを構成する蒸発器１５が縦設されている。

一方、断熱壁３の下側には機械室２５が構成されており、この機械室２５内には冷却装置Ｒを構成する圧縮機２６と、凝縮器２７と、凝縮器用送風機２８等が設置されると共に、電源や制御基板を収納した図示しない電装箱も配設される。

ここで、図２の冷媒回路図を参照して本実施例における冷却装置Ｒの冷媒回路４０について説明する。圧縮機２６の吐出側の配管４２には、凝縮器２７が接続されている。そして、この凝縮器２７の出口側には、配管４３を介して減圧装置としての膨張弁４４が接続されている。この膨張弁４４は蒸発器１５に接続され、蒸発器１５の出口側は圧縮機２６に接続されて環状の冷凍サイクルを構成している。

また、断熱壁３の背方には当該断熱壁３の背面と所定の間隔を存して鋼板製の背面板２９が取り付けられており、この背面板２９と断熱壁３間には排気用ダクト３０が構成されている。この排気用ダクト３０の下端は機械室２５の後部に開口して連通すると共に、上端はオープンショーケース１上方に開放している。そのため、凝縮器用送風機２８が運転されることによって、機械室２５内に吸引された外気は、凝縮器２７を通過して熱交換した後、圧縮機２６に吹き付けられて当該圧縮機２６を空冷し、排気用ダクト３０を介して外部に排出される。

なお、３１は機械室２５の前面を開閉自在に閉塞するパネルである。３２は機械室２５内下部に設けられたドレン水蒸発機構である。このドレン水蒸発機構３２はステンレス製の上下二段の蒸発皿から成り、蒸発器１５や陳列室１１からのドレン水がドレントラップを介して上段の蒸発皿に溜まる。この上段の蒸発皿には圧縮機２６の吐出ガスが流れる図示しないホットパイプが浸漬されており、高温の吐出ガスの熱でドレン水を加熱し、蒸発させる。上段の蒸発皿から溢れたドレン水は下段の蒸発皿に溜まり、図示しない電気ヒータの熱により加熱して蒸発させる。下段の蒸発皿で溢れたドレン水は機械室２５内の更に下部に設けられた図示しない排水トレーに溜まる。この排水トレーはユーザーによって着脱できるように構成されている。尚、上下二段の蒸発皿内には水を吸い上げる図示しない吸水性の蒸発板（蒸発紙）が設けられ、ドレン水を蒸発を促進させている。

一方、断熱壁３の天壁３Ａの前側には、照明灯３４が取り付けられている。更に、照明灯３４の後側となる天壁３Ａの前端には、ナイトカバー３５が取り付けられている。

ナイトカバー３５は保持具３６に設けられた図示しないトーションバーの周囲に巻回されて常時巻き取られる方向に付勢されており、下方に引き出し可能とされる。引き出された際には、陳列室１１の前面開口を閉塞する全閉と全開の途中の位置で停止するストッパー機能も備えられている。尚、このストッパー機能は下方に引く所定の操作で解除され、巻き取られるようになる。これにより、ナイトカバー３５は保持具３６に引出／巻取自在とされる。

また、ナイトカバー３５の横幅は、実施例では、前面開口の幅寸法と略同等とされている。ナイトカバー３５の先端（下端）には左右に張る硬質樹脂製の図示しない縁部材が取り付けられている。縁部材の中央部には、図示しない把手が形成されている。なお、当該把手若しくは、縁部材に別途形成される図示しない固定部材は、断熱壁３の下部に形成される前壁３Ｂ上端に形成される図示しない係止部材に係脱自在に取り付け可能とされている。

これにより、店舗の開店中はナイトカバー３５は図１の如く保持具３６に巻き取られている。そして、閉店する際には、ナイトカバー３５を保持具３６から引き出して降ろし、把手等を断熱壁３の前壁３Ｂ上端に形成される係止部材に係止させ、冷気エアーカーテンの外側で陳列室１１の前面開口を覆う。これにより、閉店中は、前面開口をナイトカバー３５にて閉塞することにより、陳列室１１内の冷気を当該陳列室１１内に滞留させることができ、冷却効率の向上を図ることができる。

次に、図３を参照して本実施例における制御装置Ｃについて説明する。制御装置Ｃは、汎用のマイクロコンピュータにより構成されており、冷却装置Ｒの制御を司る。この制御装置Ｃは、時限手段としてのタイマ５０、ＰＩＤ演算処理部５６、記憶部５７を内蔵している。更に、各種設定スイッチや表示部などを備えたコントロールパネル４７が接続されている。各種設定スイッチには、詳細は後述する如く陳列室１１内の設定温度を任意に設定可能とするＬＣＤパネル（設定手段）８も含まれる。また、当該制御装置Ｃの入力側には、庫内温度を検出する庫内温度センサ４８、蒸発器１５の冷媒入口側の冷媒温度を検出するための冷媒入口側温度センサ５４、蒸発器１５の冷媒出口側の冷媒温度を検出するための冷媒出口側温度センサ５５等が接続されている。ここで、庫内温度センサ４８は、例えば、背面ダクト９に設けられており、冷気が蒸発器１５を通過した当たりの背面ダクト９内の温度を測定し、陳列室１１内の温度である庫内温度として取り扱うものである。

他方、制御装置Ｃの出力側には、圧縮機２６を駆動させる圧縮機モータ（ＤＣモータ）２６Ｍと、冷気循環用送風機１９を駆動させる送風機モータ１９Ｍ、凝縮器用送風機２８を駆動させる送風機モータ２８Ｍ、膨張弁４４等が接続されている。ここで、圧縮機モータ２６Ｍは、インバータ装置４１を介して接続されており、これによって、電源の周波数を変化させ、圧縮機モータ２６Ｍの回転数を変化させることにより圧縮機２６における冷媒の圧縮量を変化可能とされている。また、送風機モータ１９Ｍ、２８Ｍは、それぞれチョッパ回路などの駆動回路５２、５３を介して接続されており、これによって、回転数を任意に変更可能とされている。そして、前述した各出力に基づいて、制御装置Ｃは、膨張弁４４の開度を制御し、各モータ２６Ｍ、１９Ｍ、２８Ｍの回転数を制御している。

ここで、本実施例における制御装置Ｃは、圧縮機モータ２６Ｍの運転周波数をＰＩＤ制御する。このＰＩＤ制御は、制御装置Ｃの内部に設けられるＰＩＤ演算処理部５６によって実行されるものであり、当該ＰＩＤ演算処理部５６は、庫内温度センサ４８により検出された温度（被冷却空間である陳列室１１内の温度、以下現在温度とする）と、コントロールパネル４７のＬＣＤパネル８により設定された冷却目標温度（以下、目標温度とする）との偏差ｅから、比例（Ｐ）、積分（Ｉ）、微分（Ｄ）の演算を実行するものである。

詳しくは、ＰＩＤ演算処理部５６は、現在温度と目標温度との偏差ｅに比例してそれを減らす方向の制御量である比例量を算出する比例動作と、偏差ｅの積分値（冷却目標温度との偏差ｅを時間軸方向に積分した値）を減らす方向の制御量である積分量を算出する積分動作と、偏差ｅの変化の傾き（微分）を減らす方向の制御量である微分量を算出する微分動作を行い、これらの制御量を加算した操作量から圧縮機２６のモータ２６Ｍの回転数（運転周波数）を決定する。以下に、演算式を示す。
演算式 操作量＝比例量＋積分量＋微分量＋固定量
比例量＝（現在温度−目標温度）×Ｋｐ
積分量＝（（前回温度−目標温度）＋（現在温度−目標温度））×Ｋｉ
微分量＝（現在温度−前回温度）×Ｋｄ
固定量＝Ｄｆ

算出された操作量に基づきインバータ装置４１により圧縮機モータ２６Ｍの回転数を制御する。ここで、上述の演算式におけるＫｐは、比例量の算出に用いられる比例係数であり、Ｋｉは、積分量の算出に用いられる積分係数、Ｋｄは微分量の算出に用いられる微分係数、Ｄｆは固定量である。

ここで、制御装置Ｃの記憶部５７には、実施例では２種類のＰＩＤ係数、具体的には、前記比例係数Ｋｐ、積分係数Ｋｉ、微分係数Ｋｄ、固定量Ｄｆが記憶されている。例えば、一つはＰＩＤ係数１であり、このＰＩＤ係数１は、比例係数Ｋｐ１、積分係数Ｋｉ１、微分係数Ｋｄ１、固定量Ｄｆ１とする。また、もう一つはＰＩＤ係数２であり、このＰＩＤ係数２は、比例係数Ｋｐ２、積分係数Ｋｉ２、微分係数Ｋｄ２、固定量Ｄｆ２とする。そして、各比例係数の関係は、Ｋｐ２＞Ｋｐ１（実施例ではＫｐ２≧２Ｋｐ１。即ち、Ｋｐ２はＫｐ１の二倍以上）とされ、各積分係数の関係は、Ｋｉ２＞Ｋｉ１（実施例ではＫｉ２≧２Ｋｉ１）、各微分係数の関係は、Ｋｄ２＞Ｋｄ１（実施例ではＫｄ２≧２Ｋｄ１）、各固定量の関係は、Ｄｆ２＞Ｄｆ１（実施例ではＤｆ２≧２Ｄｆ１）とされている。

以上の構成で、オープンショーケース１の冷却制御について説明する。制御装置Ｃは、庫内温度センサ４８により陳列室（被冷却空間）１１内の温度、即ち現在の庫内温度（現在温度）を検出し、当該現在温度と前述の如く設定された目標温度に基づき、冷却運転を実行する。即ち、圧縮機２６の運転が開始されると、圧縮機２６の吐出側の配管４２から吐出された高温高圧のガス冷媒は、凝縮器２７に流出する。ここで、十分に凝縮液化された冷媒は、制御装置Ｃにより膨張弁４４が開閉制御されることから、当該膨張弁４４により減圧された後、蒸発器１５に流入する。そして、背面ダクト９内に配設された蒸発器１５に流入した冷媒は、蒸発し、周囲から熱を奪って冷却作用を発揮した後、圧縮機２６に帰還する。

この蒸発器１５と熱交換した冷気は、背面ダクト９と連通する下部ダクト１４内に配設された冷気循環用送風機１９により冷気吐出口１６から吐出され、冷気は陳列室１１内を循環して所定の冷却温度に冷却した後、陳列室１１の前面開口下縁に位置する冷気吸込口１７を介して下部ダクト１４内に帰還する。これにより、陳列室１１の前面開口には、冷気によるエアーカーテンが形成され、陳列室１１内の冷気漏出や外気侵入を抑制している。

ここで、具体的な圧縮機モータ２６Ｍの回転数（運転周波数）制御について詳述する。まず初めに、圧縮機モータ２６Ｍの回転数をＰＩＤ制御する際に用いるＰＩＤ係数を決定する。具体的には、図４のフローチャートに示すように、制御装置Ｃは、ステップＳ１において現在の庫内温度、即ち現在温度が制御装置Ｃの記憶部５７に設定された目標温度以上であるか否かを判断する。通常、冷却運転における電源投入後の初期起動時や除霜運転終了後の起動時などのプルダウン開始時では、目標温度と現在温度との差（偏差ｅ）は、最も大きい状態であり、現在温度は目標温度以上の状態である。

このように現在温度が目標温度以上の場合には、ステップＳ２に進み、ＰＩＤ制御に用いるＰＩＤ係数をＰＩＤ係数１、具体的には、比例係数Ｋｐ１、積分係数Ｋｉ１、微分係数Ｋｄ１、固定量Ｄｆ１に設定し、Ｓ３に進み、圧縮機モータ２６Ｍの回転数を当該ＰＩＤ係数１を用いてＰＩＤ制御する。

この場合、制御装置Ｃの記憶部５７に記憶されている小さいＰＩＤ係数１を用いて圧縮機モータ２６Ｍの回転数をＰＩＤ制御することにより、小さい係数によって変化量が小さくなるようなＰＩＤ制御を行うことができ、図５の温度変化と圧縮機回転数（圧縮機モータ２６Ｍの回転数。以下、同じ。）の変化を示す図に表されているように、圧縮機モータ２６Ｍの回転数は比較的緩やかに上昇し、それによって庫内温度も比較的緩やかに降下していくことになる。これにより、従来のようにＰＩＤ係数を大きくしておく場合に比して、冷却に要する時間は延長されるものの、無駄に圧縮機モータ２６Ｍの回転数が高くなる不都合を解消することができるようになる。

その後も、制御装置Ｃは、所定時間おきに庫内温度センサ４８により現在温度を検出し、当該現在温度がステップＳ１において目標温度以上か否かを判断する。上記冷却運転によって、次第に現在温度が低下して行き、図５中のＸにおいて目標温度より低くなった場合には、制御装置Ｃは、ステップＳ１からステップＳ４に進み、ＰＩＤ制御に用いるＰＩＤ係数をこれまでのＰＩＤ係数１からＰＩＤ係数２に変更し、具体的には、比例係数Ｋｐ２、積分係数Ｋｉ２、微分係数Ｋｄ２、固定量Ｄｆ２に設定し、Ｓ３に進んで圧縮機モータ２６Ｍの回転数を当該ＰＩＤ係数２を用いてＰＩＤ制御する。

これにより、現在温度が目標温度を超えて更に低くなった場合、圧縮機モータ２６Ｍの回転数は急速に降下し、現在温度も迅速に上昇していくことになる（図５）。これにより、アンダーシュートの幅と期間を小さくして、陳列室１１内の冷やしすぎを解消することができるようになる。

その後、現在温度が目標温度以上に上昇すると、制御装置Ｃは再びＰＩＤ係数を小さいＰＩＤ係数１に変更する（ステップＳ２）ので、圧縮機モータ２６Ｍの回転数は緩やかに上昇し、現在温度も緩やかに目標温度に向かって低下していくかたちとなる。これにより、目標温度を境とした現在温度のアンダーシュートとオーバーシュートは、より迅速に収束するようになる。

このようなＰＩＤ係数の変更により、総じて起動から通常のサイクル運転に渡る長期間において、庫内温度（現在温度）をより安定的に目標温度に制御し、且つ、消費電力量の削減も図ることができるようになる。特に、実施例のようにナイトカバー３５を備えたオープンショーケース１においては、ナイトカバー３５により陳列室１１の前面開口を閉じたときや低周囲温度環境下における冷やしすぎが発生し易いが、本発明の如く庫内温度の現在温度が目標温度より低くなったときにＰＩＤ係数を大きいＰＩＤ係数２に変更することで、陳列室１１の冷やしすぎの発生を効果的に解消し、陳列室１１内の安定的な冷却制御を実現することが可能となる。

尚、上記実施例では現在温度が目標温度以上であるときにＰＩＤ係数をＰＩＤ係数１とし、目標温度より低いときにそれより大きいＰＩＤ係数２に変更するようにしたが（図４）、それに限らず、図６の如くステップＳ１において、現在温度が目標温度より高いときにＰＩＤ係数をＰＩＤ係数１とし（ステップＳ２）、目標温度以下のときにそれより大きいＰＩＤ係数２に変更する（ステップＳ４）ようにしても良い。ここで、図６におけるステップＳ２以外の各ステップは図４と同様である。

係る構成すれば、現在温度が目標温度に到達した段階でＰＩＤ係数を大きくすることができ、アンダーシュートの幅と期間をより効果的に縮小することが期待できる。

また、実施例では制御装置Ｃは偏差ｅに基づいて圧縮機モータ２６ＭをＰＩＤ制御するようにしたが、制御の精度が差ほど厳密に要求されない場合には、積分係数、及び／又は、微分係数を零としたＰ制御（比例制御）、ＰＤ制御、又は、ＰＩ制御を行う場合にも本発明は有効である。即ち、Ｐ制御の場合には比例係数ＫｐのみをＫｐ１かＫｐ２とすることになり、ＰＤ制御の場合には比例係数に加えて微分係数ＫｄをＫｄ１かＫｄ２とすることになり、ＰＩ制御の場合に比例係数に加えて積分係数ＫｉをＫｉ１かＫｉ２とすることになる。

更に、実施例では目標温度以上か、又は、目標温度より高い場合に係数（Ｋｐ、Ｋｉ、Ｋｄ）を小さくし、目標温度より低いか、又は、目標温度以下の場合に係数を大きくするようにしたが、それに加えて、目標温度より高い所定の閾値を設定し、現在温度がこの閾値より高い場合は、係数を大きくしてもよい。

係る制御によれば、初期起動時の圧縮機モータ２６Ｍの急激な回転数上昇は否めないものの、現在温度が目標温度よりも極めて高い状況においては、圧縮機モータ２６Ｍの回転数を迅速に上昇させて冷却速度を上げることが可能となる。

更にまた、実施例では冷却装置Ｒをオープンショーケース１に適用した場合について説明しているが、請求項１や請求項２ではこれに限定されるものではなく、冷却貯蔵庫や空気調和機などの圧縮機を備えた冷却装置を有するものであれば本発明は有効である。

本発明の冷却装置を備えた実施例のオープンショーケースの縦断側面である。 図１のオープンショーケースの冷媒回路図である。 図１のオープンショーケースの制御装置のブロック図である。 図３の制御装置の動作を説明するフローチャートである。 図４のフローチャートの制御による庫内温度（現在温度）と圧縮機回転数の変化を示す図である。 図３の制御装置のもう一つの動作例を説明するフローチャートである。 従来の冷却装置における庫内温度（現在温度）と圧縮機回転数の変化を示す図である。 もう一つの従来の冷却装置における庫内温度（現在温度）と圧縮機回転数の変化を示す図である。

Ｒ 冷却装置
Ｃ 制御装置
１ オープンショーケース
１１ 陳列室
１５ 蒸発器
１６ 冷気吐出口
１７ 冷気吸込口
１９ 冷気循環用送風機
２５ 機械室
２６ 圧縮機
２６Ｍ 圧縮機モータ
２７ 凝縮器
４４ 膨張弁
４７ コントロールパネル
４８ 庫内温度センサ
５６ ＰＩＤ演算処理部
５７ 記憶部

Claims (6)

1. 目標温度と現在温度との偏差ｅに基づき、冷凍サイクルを構成する圧縮機の回転数を少なくとも比例制御することにより、前記現在温度を前記目標温度に近づける制御装置を備えた冷却装置において、
   前記制御装置は、前記現在温度が前記目標温度以上である場合、前記偏差ｅに基づく制御を行うための係数を小さくし、前記現在温度が前記目標温度より低い場合は、前記係数を大きくすることを特徴とする冷却装置。
2. 目標温度と現在温度との偏差ｅに基づき、冷凍サイクルを構成する圧縮機の回転数を少なくとも比例制御することにより、前記現在温度を前記目標温度に近づける制御装置を備えた冷却装置において、
   前記制御装置は、前記現在温度が前記目標温度より高い場合、前記偏差ｅに基づく制御を行うための係数を小さくし、前記現在温度が前記目標温度以下である場合は、前記係数を大きくすることを特徴とする冷却装置。
3. 冷凍サイクルに含まれる蒸発器と熱交換した冷気を陳列室内に循環させることにより、該陳列室内において商品を冷却しながら陳列すると共に、該陳列室の開口を閉塞するためのナイトカバーを備えたオープンショーケースにおいて、
   前記冷凍サイクルを構成する圧縮機と、
   前記陳列室の目標温度と現在温度との偏差ｅに基づき、前記圧縮機の回転数を少なくとも比例制御することにより、前記現在温度を前記目標温度に近づける制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記現在温度が前記目標温度以上である場合、前記偏差ｅに基づく制御を行うための係数を小さくし、前記現在温度が前記目標温度より低い場合は、前記係数を大きくすることを特徴とするオープンショーケース。
4. 冷凍サイクルに含まれる蒸発器と熱交換した冷気を陳列室内に循環させることにより、該陳列室内において商品を冷却しながら陳列すると共に、該陳列室の開口を閉塞するためのナイトカバーを備えたオープンショーケースにおいて、
   前記冷凍サイクルを構成する圧縮機と、
   前記陳列室の目標温度と現在温度との偏差ｅに基づき、前記圧縮機の回転数を少なくとも比例制御することにより、前記現在温度を前記目標温度に近づける制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記現在温度が前記目標温度より高い場合、前記偏差ｅに基づく制御を行うための係数を小さくし、前記現在温度が前記目標温度以下である場合は、前記係数を大きくすることを特徴とするオープンショーケース。
5. 前記制御装置は、前記偏差ｅに基づき、前記圧縮機の回転数のＰＩ制御、ＰＤ制御、若しくは、ＰＩＤ制御を実行すると共に、前記係数は前記ＰＩ制御、ＰＤ制御、若しくは、ＰＩＤ制御における比例係数、積分係数、及び、微分係数であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載の冷却装置又はオープンショーケース。
6. 前記制御装置は、前記目標温度より高い所定の閾値を有し、前記現在温度が前記閾値より高い場合、前記係数を大きくすることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちの何れかに記載の冷却装置又はオープンショーケース。

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