JP2013011398A - 冷凍システムの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各利用側ユニットの温調判定を的確に行って熱源側ユニットの制御値を的確に調整し、環境条件に応じた冷凍システムの制御をより適切に行う。
【解決手段】コントローラ１０は、環境条件別に冷凍機１１の制御値を登録する環境条件セルを有するデータベース１５と、温調状態の悪化が許容される特定の低温ショーケースを登録する手段を備え、現在の低温ショーケースの温調状態に応じ適した制御値を冷凍機に出力し、該制御値を現在の環境条件に合致する環境条件セルに登録、変更してデータベースを構築すると共に、特定の低温ショーケースの温調状態の判定のみが不良である場合、該低温ショーケースの温調状態の良否に関する判定条件を甘くする方向で変更する。
【選択図】図４

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複数台の低温ショーケースや空気調和機の室内ユニットなどの利用側ユニットと各利用側ユニットに冷媒を供給する冷凍機や室外ユニットなどの熱源側ユニットから構成される冷凍システムの制御装置に関するものである。

従来より冷凍・冷蔵ショーケースなどの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。この場合、各低温ショーケースの蒸発器には店外（機械室など）に設置された冷凍機から冷媒が循環供給されるものであった。この際、店舗によっては低温ショーケースと冷凍機とで異なるメーカーの製品が使用され、冷凍システムの冷媒回路が構成される場合もある。

一方、近年では係る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、冷凍システムにおける消費電力を削減する対策が重視されている。係る消費電力の削減のためには、低温ショーケースや冷凍機そのものの運転効率を改善することも重要であるが、低温ショーケースと冷凍機を含めた冷凍システム全体として各機器の連携の上に消費電力の削減を図ることも可能である。

そこで、近年では店内温度、店外温度及び時間帯から成る環境条件別の複数の登録箇所を有するデータベースを設け、冷凍機を停止する低圧側圧力設定値に関する制御データを、環境条件毎に登録箇所に学習保存していくことでデータベースを構築していき、現在の環境条件に合致した登録箇所の制御データとそのときの低温ショーケースの冷却状態の良否判定結果データを参照することにより、制御データをそのまま、或いは、補正して使用する制御装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。

係る制御装置によれば、運転環境の推移を予測して、それに迅速に追従したきめ細かい制御が可能となるというものであった。

特許第４１８３４５１号公報

一方、複数台の低温ショーケースが接続されている場合、大半の低温ショーケースの冷却状態が良好であるにもかかわらず、一部の低温ショーケースのみの冷却状態が不良となる場合がある。冷却状態の悪い低温ショーケースとしては、設置施設の出入口付近に設けられる低温ショーケースや、複数台低温ショーケースが並設された際のコーナー部に位置する低温ショーケースがある。これらショーケースは、外乱の影響を大きく受けるため、設定温度にまで到達しない状況となる場合がある。また、これ以外にも、陳列室内への商品の陳列方法によっては、冷気エアーカーテンの吹出口や吸込口が塞がれてしまった場合にも、冷却状態が悪化する。

このような低温ショーケースには、予め温度管理を厳密に行う必要性が低い商品、例えば飲料などが陳列されている場合が多く、設定温度に到達しない高めの状態で安定的に推移している場合には、大きな問題とされない。

しかしながら、上記従来技術では、係る場合においてまで全ての低温ショーケースの冷却状態が良判定でなければ、冷凍機を停止する低圧側圧力設定値に関する制御データを冷凍機の消費電力を削減する方向に補正することができない。そのため、大半の低温ショーケースの冷却状態が良好であるにもかかわらず、厳密な温度制御が要求されていない一部の冷却状態の判定結果が悪い低温ショーケースがあるために、省エネ運転に移行することができないという問題がある。

係る問題は、複数台の室内ユニットと各室内ユニットに冷媒を供給する室外ユニットから構成される空気調和機などの冷凍システムにおいても、同様に生じる。

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、各利用側ユニットの温調判定をより的確に行って、冷凍システムの熱源側ユニットの制御値を調整することで、環境条件に応じた冷凍システムの制御を適切に行うことができる制御装置を提供するものである。

本発明の制御装置は、複数の利用側ユニットと、各利用側ユニットに冷媒を供給する熱源側ユニットとから構成される冷凍システムにおいて、環境条件別に熱源側ユニットの制御値を登録するための環境条件セルを有するデータベースと、温調状態の悪化が許容される特定の利用側ユニットを登録する手段とを備え、現在の各利用側ユニットの温調状態の良否を判定し、全ての利用側ユニットの温調を確保しながら熱源側ユニットの消費電力を削減する方向で制御値を変更し、変更した当該制御値を熱源側ユニットに出力し、且つ、当該制御値を現在の環境条件に合致する環境条件セルに登録し、変更していくことでデータベースを構築すると共に、特定の利用側ユニットの温調状態の判定のみが不良である場合、当該利用側ユニットの温調状態の良否に関する判定条件を甘くする方向で変更することを特徴とする。

請求項２の発明は、上記発明において、特定の利用側ユニットは、当該利用側ユニットが設置される場所、当該利用側ユニットが使用される目的、当該利用側ユニットの機種に応じて予め登録することを特徴とする。

請求項３の発明は、上記各発明において、環境条件は、利用側ユニットが設置される屋内温度、熱源側ユニットが設置される屋外温度、及び、時間帯であることを特徴とする。

請求項４の発明は、上記各発明において、熱源側ユニットの制御値は、当該熱源側ユニットの運転を制御するための冷媒回路の低圧側圧力設定値であることを特徴とする。

請求項５の発明は、上記各発明において、利用側ユニットの温調状態の良否に関する判定は、当該利用側ユニットが温調する空間の目標温度と現在温度との偏差温度に基づいて行うことを特徴とする。

請求項６の発明は、上記各発明において、特定の利用側ユニットの温調状態が所定期間安定している場合、当該利用側ユニットの温調状態の良否に関する判定条件を甘くする方向に変更することを特徴とする。

請求項７の発明は、上記各発明において、温調状態の良否に関する判定条件を甘くすることで当該特定の利用側ユニットの温調状態の判定が良となる場合に、当該利用側ユニットの温調状態の良否に関する判定条件を甘くする方向に変更することを特徴とする。

請求項８の発明は、上記各発明において、特定の利用側ユニットの温調状態の良否に関する判定条件を甘くする方向に変更した場合、当該温調状態の良否判定の周期を短くすることを特徴とする。

請求項９の発明は、上記各発明において、特定の利用側ユニットの温調状態の良否に関する判定条件を甘くする方向に変更した後、当該特定の利用側ユニットの温調状態の判定が再度不良となった場合、変更前の判定条件に戻すことを特徴とする。

本発明の制御装置によれば、複数の利用側ユニットと、各利用側ユニットに冷媒を供給する熱源側ユニットとから構成される冷凍システムにおいて、環境条件別に熱源側ユニットの制御値を登録するための環境条件セルを有するデータベースと、温調状態の悪化が許容される特定の利用側ユニットを登録する手段とを備え、現在の各利用側ユニットの温調状態の良否を判定し、全ての利用側ユニットの温調を確保しながら熱源側ユニットの消費電力を削減する方向で制御値を変更し、変更した当該制御値を熱源側ユニットに出力し、且つ、当該制御値を現在の環境条件に合致する環境条件セルに登録し、変更していくことでデータベースを構築することにより、全ての利用側ユニットの温調状態が良である場合、熱源側ユニットの消費電力を削減する方向で制御値を変更し、該制御値を熱源側ユニットに出力することで冷凍システムの消費電力を削減することができ、特定の利用側ユニット以外の利用側ユニットの温調状態が不良である場合、熱源側ユニットの能力を上げる方向で制御値を変更し、該制御値を熱源側ユニットに出力することで、全ての利用側ユニットの温調を確保することができる。

また、上記発明において、特定の利用側ユニットの温調状態の判定のみが不良である場合、当該利用側ユニットの温調状態の良否に関する判定条件を甘くする方向で変更するようにしたので、特定の利用側ユニットの温調状態の判定を良とすることができ、熱源側ユニットの消費電力を削減する方向で制御値を変更した熱源側ユニットの制御を実現することができる。

このとき、請求項６の発明の如く、特定の利用側ユニットの温調状態が所定期間安定している場合や、請求項７の発明の如く、温調状態の良否に関する判定条件を甘くすることで当該特定の利用側ユニットの温調状態の判定が良となる場合に、当該利用側ユニットの温調状態の良否に関する判定条件を甘くする方向に変更することとしたので、判定条件の変更後、当該特定の利用側ユニットの温調状態の判定が直ぐに不良となってしまう不都合を解消することができる。

また、請求項８の発明の如く、特定の利用側ユニットの温調状態の良否に関する判定条件を甘くする方向に変更した場合、当該温調状態の良否判定の周期を短くすることで、温調状態の良否判定条件が甘くされたことによって、特定の利用側ユニットの温調状態が悪化してしまう状況を直ぐに検出することができる。これにより、請求項９の如く、係る判定条件を甘くする方向に変更した後、該特定の利用側ユニットの温調状態の判定が再度不良となった場合、変更前の判定条件に戻すことで、当該特定の利用側ユニットの温調を確保することができる。

特に、請求項２の発明の如く、当該利用側ユニットが設置される場所、当該利用側ユニットが使用される目的、当該利用側ユニットの機種に応じて予め特定の利用側ユニットを登録することで、該利用側ユニットの温調を必要最小限確保しながら、冷凍システムの消費電力をより効果的に削減することができるようになる。

また、利用側ユニットの温調状態の良否に関する判定は、請求項５の発明の如く利用側ユニットが温調する空間の目標温度と現在温度との偏差温度に基づいて行うため、当該利用側ユニットが温調する空間の状態を的確に把握して温調状態の良否を判定することができる。

更に、請求項４の発明の如く熱源側ユニットの消費電力を削減するために、低圧側圧力設定値を制御値として出力することから、インバータタイプ以外の熱源側ユニットに対しても対応可能となる。また、請求項３の発明の如く環境条件として、利用側ユニットが設置される屋内温度、熱源側ユニットが設置される屋外温度、及び、時間帯を用いることで、季節の他、店舗の開店や閉店、照明の点消灯、商品の補充やナイトカバー設置などの作業状況及び顧客の来店状況などに的確に対応可能となる。

本発明を適用した冷凍システムを構成する低温ショーケースの一実施例の縦断側面図である。 図１の低温ショーケースが据え付けられたスーパーマーケットの配置を説明する図である。 図１の低温ショーケースが据え付けられたスーパーマーケットの配管構成を説明する図である。 本発明の冷凍システムの制御ブロック図である。 本発明の冷凍システムのコントローラのデータベースを説明する図である。 本発明の冷凍システムの制御値の変更に関するフローチャートである。 本発明における冷凍機（熱源側ユニット）の制御値の変更を説明する図である。 本発明における冷凍機（熱源側ユニット）の制御値の変更を説明する図である。

以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明を適用する実施例としての低温ショーケース１の縦断側面図、図２は低温ショーケース１が据え付けられたスーパーマーケットの冷凍システムＲＳの配置を説明する図、図３は低温ショーケース１が据え付けられたスーパーマーケットの冷凍システムＲＳの配管構成を説明する図、図４は本発明の冷凍システムＲＳの制御ブロック図である。

本願発明の一実施例として本実施例では、複数の利用側ユニットとして複数台の低温ショーケース１・・と、各低温ショーケース１に冷媒を供給する熱源側ユニットとして冷凍機１１（１２）とから構成される冷却システムを詳述する。冷凍システムはこれに限定されるものではなく、後述するように、複数の利用側ユニットとしての複数台の室内ユニットと、各室内ユニットに冷媒を供給する熱源側ユニットとしての室外ユニットとから構成される空調システム（冷凍システム）についても同様とする。

実施例の低温ショーケース（利用側ユニット）１は縦型オープンショーケースであり、断面略コ字状の断熱壁３２と、据え付け現場においてこの断熱壁３２の両側に取り付けられる側板（図示せず）とから構成されている。断熱壁３２の内側にはそれぞれ間隔を存して外層仕切板３４と内層仕切板３６が取り付けられており、断熱壁３２と外層仕切板３４間が外層ダクト３７、内外層仕切板３６、３４間が内層ダクト３８とされ、内層仕切板３６の内側が貯蔵室３９（庫内）とされている。

この貯蔵室３９内には複数段の棚４１・・が架設されると共に、各棚４１・・の下面前部と貯蔵室３９の天井部、及び、庇３１内には蛍光灯４０・・が取り付けられている。貯蔵室３９の底部にはデックパン４２が取り付けられ、このデックパン４２の下方は前記両ダクト３７、３８に連通した底部ダクト４３とされている。そして、この底部ダクト４３内には送風機４５を内蔵したファンケース４４が設置される。また、貯蔵室３９の背方に位置する内層ダクト３８内の下部には蒸発器４６が縦設されている。

貯蔵室３９の前面開口部５１の上縁には外層吐出口５２と内層吐出口５３が前後に並設されており、外層吐出口５２は外層ダクト３７に内層吐出口５３は内層ダクト３８にそれぞれ連通している。また、開口部５１の下縁には吸込口５４が形成され、前記底部ダクト４３に連通している。

そして、前記ファンケース４４内の送風機４５が運転されると、底部ダクト４３内の空気は後方の内外層ダクト３７、３８に向けて吹き出され、外層ダクト３７においてはそのまま吹き上げられると共に、内層ダクト３８においては蒸発器４６と熱交換した後吹き上げられ、開口部５１上縁の内外層吐出口５２、５３から、下縁の吸込口５４に向けてそれぞれ吹き出される。

これによって、貯蔵室３９の開口部５１には内側の冷気エアーカーテンとそれを保護する外側のエアーカーテンとが形成され、開口部５１からの外気の侵入が阻止若しくは抑制されると共に、内側の冷気エアーカーテンの一部が貯蔵室３９内に循環して貯蔵室３９内は冷却される。尚、閉店時にはこの開口部５１は図示しないナイトカバーにて塞がれることになる。

そして、これらの冷気などは吸込口５４から底部ダクト４３に帰還し、送風機４５に再び吸い込まれることになる。また、蒸発器４６には霜取りヒータ６７が取り付けられており、発熱して蒸発器４６の着霜を融解するものである。

次に、図２において、１ａ〜１ｄで示すのは生鮮食品（商品）を収納陳列する低温ショーケース（生鮮食品用冷蔵ケース）であり、四台並設されている。１ｅ、１ｆで示すのは飲料（商品）を収納陳列する低温ショーケース（飲料用冷蔵ケース）であり、二台設けられている。また、１ｇ〜１ｉで示すのは生鮮食品（商品）を収納陳列する低温ショーケース（生鮮食品用氷温ケース）であり、三台並設されている。１ａ〜１ｉのいずれの低温ショーケースも上述した如き低温ショーケース１と同様に構成される。

各低温ショーケース１ａ〜１ｄ、１ｇ〜１ｉはスーパーマーケットの店内の壁面に沿って図２に示す如く据え付けられる。店内中央には、店内の壁面又は店内の壁面に沿って据え付けられる各低温ショーケース１と所定間隔を存し、通路を確保した状態で複数台、この場合３台の非冷棚２・・と、各低温ショーケース１ｅ、１ｆが据え付けられる。非冷棚２・・及び各低温ショーケース１ｅ、１ｆは、相互に所定の間隔を存し、通路を確保した状態で設けられる。一方、図３に示す１１、１２は店外に構成された機械室１３内に設置（別置）された別置型の冷蔵用冷凍機及び氷温用冷凍機（いずれも熱源側ユニット）であり、これら低温ショーケース１ａ〜１ｉ及び冷凍機１１、１２によって本発明の冷凍システムＲＳが構成される。

各冷凍機１１、１２は図示しない圧縮機や凝縮器によりそれぞれ構成されており、低温ショーケース（冷蔵ケース）１ａ〜１ｆの蒸発器４６・・の入口側はそれぞれ電磁弁１４及び膨張弁１６を介して冷蔵用冷凍機１１の液冷媒配管１７に並列接続されると共に、蒸発器４６の出口側はそれぞれ冷蔵用冷凍機１１のガス冷媒配管１８に並列接続されている。

また、低温ショーケース（氷温ケース）１ｇ〜１ｉの蒸発器４６・・・の入口側はそれぞれ電磁弁１９及び膨張弁２１を介して氷温用冷凍機１２の液冷媒配管２２に並列接続されると共に、蒸発器４６の出口側はそれぞれ氷温用冷凍機１２のガス冷媒配管２３に並列接続されている。

各低温ショーケース１ａ〜１ｉの制御装置は貯蔵室３９内若しくはそこに吹き出される冷気の温度（低温ショーケースが温調する空間の温度）を庫内温度センサ（庫内温度検出手段）６３にて検出し、当該温度に基づいて電磁弁１４、１９を開閉制御し、蒸発器４６に冷媒を供給して貯蔵室３９内を冷却する。即ち、貯蔵室３９の目標温度（設定温度）の上下に上限温度と下限温度を設定し、上限温度にて電磁弁１４、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、平均として貯蔵室３９（庫内）の現在温度を目標温度に近付けるものであるが、冷却能力や周囲の環境によって目標温度と実際の貯蔵室３９の現在温度の間には偏差温度が生じる。

一方、各冷凍機１１、１２の圧縮機は何れかの電磁弁１４、１９が開いている場合には運転されるが、全ての低温ショーケース１ａ〜１ｆ、或いは、１ｇ〜１ｉにおいて電磁弁１４或いは１９が閉じられた場合には、停止される。この場合、具体的には冷媒回路の低圧側圧力設定値Ｐｓを用い、各冷凍機１１、１２の制御装置は、全ての電磁弁１４或いは１９が閉じられたことで冷媒回路の低圧側の圧力がこの低圧側圧力設定値Ｐｓに低下した場合に圧縮機を停止する。そして、何れかの低温ショーケース１ａ〜１ｆ或いは、１ｇ〜１ｉの電磁弁１４或いは１９が開放され、低圧側の圧力が低圧側圧力設定値Ｐｓより高くなれば（この場合には所定のヒステリシスが設けられる）、再び圧縮機を起動することになる。

次に、図４を用いて本発明に係る冷凍システムＲＳの消費電力を削減するための制御装置（以下、コントローラと称する）１０の動作について説明する。コントローラ１０は後述するデータベース１５が構築されるメモリ２４と時計機能（２０で示す）を有する汎用のマイクロコンピュータにより構成されており、各低温ショーケース１ａ〜１ｆと冷凍機１１との間、及び、各低温ショーケース１ｇ〜１ｉと冷凍機１２との間にそれぞれ介設されてデータの授受を行う。また、コントローラ１０には、各種設定を行うコントロールパネル（入力手段）２５が接続されている。

この場合、各コントローラ１０、１０には各低温ショーケース１ａ〜１ｆ、１ｇ〜１ｉから上述した貯蔵室３９（庫内）の偏差温度と各低温ショーケース１ａ〜１ｉが設置される店内温度（屋内温度）Ｔｉがそれぞれ入力される。また、冷凍機１１、１２からは冷凍機１１、１２が設置される店外温度Ｔｏがそれぞれ入力される。そして、各コントローラ１０、１０からは冷凍機１１、１２に低圧側圧力設定値Ｐｓが制御値としてそれぞれ出力されることになる。

また、各コントローラ１０、１０には、冷却状態（温調状態）の悪化が許容される特定の低温ショーケース１ａ〜１ｆ、或いは１ｇ〜１ｉがコントロールパネル２５により入力され、登録手段としてのメモリ２４に当該特定の低温ショーケースとして登録される。

本実施例では、図２に示すように、店舗の出入口ＧＷ付近に近い低温ショーケース１ｂは、出入口ＧＷからの外気（空調）の流れによって冷気エアーカーテンの外乱が生じやすいため、予め冷却状態の悪化が予測される。また、当該低温ショーケース１ｂは、並設される低温ショーケース１ａ〜１ｄのうちで、開口面積が大きくなるラウンドケースとして用いられるため、当該理由によっても冷却状態の悪化が予測される。また、低温ショーケース１ｆは、店舗の窓Ｗ側に設置される低温ショーケースであり、窓越しに入射される日光の影響によって冷却状態の悪化が予測される。このように、予め冷却状態の悪化が予測される低温ショーケースには、生鮮食品等のうち、厳密な温度管理が要求される商品以外の商品や、常温でも提供可能な飲料などが陳列される場合が多い。

そのため、このような予め冷却状態の悪化が予測される低温ショーケース１ｂや１ｆを、冷却状態の悪化が許容される特定の低温ショーケースとしてサービスマンや店員等によって個別に登録する。係る個別登録以外にも、コントロールパネル２５によって、各低温ショーケースが設置される場所（設置場所）、各低温ショーケースが使用される目的（使用目的）、即ち、庫内に陳列される被冷却対象となる商品の種類別、各低温ショーケースの機種に応じて予め登録可能としてもよい。具体的には、店舗の出入口ＧＷ付近に設置される低温ショーケースや、厳密な温度管理が供給されない商品、例えば、飲料を冷却目的とする低温ショーケース、更には、他の機種よりも設定温度に対し冷えすぎの傾向にある機種の低温ショーケースの何れかに該当する低温ショーケースを、冷却状態の悪化が許容される特定の低温ショーケースとしての条件を満たすものとして、コントローラ１０がメモリ２４に登録してもよい。そのため、煩雑な登録作業を簡素化することができると共に、登録過誤を未然に回避することができ、漏れのない確実な特定の低温ショーケースの登録を実現することができる。

次に、係るコントローラ１０の具体的な動作を説明する。尚、以後は低温ショーケース１ａ〜１ｆと冷凍機１１の間に介設されたコントローラ１０について説明するが、低温ショーケース１ｇ〜１ｉと冷凍機１２の間のコントローラ１０も同様であるものとする。

先ず、コントローラ１０のメモリ２４内には前述したデータベース１５が構築される。このデータベース１５には運転環境の条件（以下、環境条件と称する）の判断の指標となる前記各低温ショーケース１ａ〜１ｉが設置される店内温度（屋内温度）Ｔｉ、冷凍機１１、１２が設置される店外温度Ｔｏ及び時刻帯ｔの三つの条件に基づいてデータの環境条件セルが分類され、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箇所の環境条件セル（図５で破線で示す）が構成される。

前記店内温度Ｔｉや店外温度Ｔｏは自然環境に影響される環境条件である。また、低温ショーケース１ａ〜１ｆの冷却状態は係る自然環境だけでなく、顧客の来店状況、店員や顧客による食品の出し入れ頻度、商品補充、開店時におけ照明点灯、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ｔで判断することが可能となる。

尚、後述する偏差温度の平均値の算出に関しては、算出開始時刻が含まれている時点をその時刻帯ｔとする。例えば、午後３時４０分〜４時４０分までの６０分間の偏差温度から平均偏差温度を算出する際には時刻帯ｔは午後３時として扱うことになる。また、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、コントローラ１０はデータベース１５の各環境条件セルに制御値としての冷凍機１１の低圧側圧力設定値Ｐｓが図５の如く登録される。

以上の構成で、次に実際の制御の実施形態について図６のフローチャートを参照して説明する。コントローラ１０は前述したデータベース１５に基づいて冷凍機１１の低圧側圧力設定値Ｐｓを調整する。この冷凍機１１の低圧側圧力設定値Ｐｓの調整は所定の周期で実行するものであるが、以後は１０分周期で調整する例を説明する。また、コントローラ１０は現在の店内温度Ｔｉ、店外温度Ｔｏ、及び、時間帯ｔの環境条件に合致する環境条件セル（図５）に登録されている低圧側圧力設定値Ｐｓ（制御値）を参照し、制御値として冷凍機１１に出力する。冷凍機１１ではコントローラ１０から送信された低圧側圧力設定値Ｐｓ（制御値）に基づいて前述の如く圧縮機の起動・停止を制御することになる。

先ず、データベース１５の全環境条件セルには、制御値である低圧側圧力設定値Ｐｓの初期値としてデフォルト値を予め登録しておく。従って、低温ショーケース１ａ〜１ｆと冷凍機１１がスーパーマーケットに設置された当初は、低圧側圧力設定値Ｐｓはデフォルト値に設定される。尚、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（例えばＰｓ＝０．０５）とされており、以後の消費電力を削減する目的で行われる低圧側圧力設定値Ｐｓの調整は、当該デフォルト値よりも高くする方向で行われ、係る調整によってデフォルト値よりも低くなることはない。

尚、実際の制御では店内温度Ｔｉ、店外温度Ｔｏ、及び、時間帯ｔの３次元で環境条件を判断するものであるが、以下の説明では簡略化し、店内温度Ｔｉのみに着目して説明する。この場合、例えば、店内温度Ｔｉが１０〜１５℃、１５〜２０℃、２０〜２５℃、及び、２５℃〜３０℃の各環境条件セルに、それぞれ０．３、０．２、０．２、及び、０．０５の低圧側圧力設定値Ｐｓが登録されているものとする。

今、環境条件である店内温度Ｔｉが１０〜１５℃の範囲内にあるものとすると、コントローラ１０は所定の周期（前記１０分）で各低温ショーケース１ａ〜１ｆの貯蔵室３９の冷却状態（温調状態）を判定する（ステップＳ１）。この判定は、現在の各低温ショーケース１ａ〜１ｆの冷却状態の良否を判定するものであり、例えば各低温ショーケース１ａ〜１ｆから送られてくる偏差温度から一定時間（実際には１０分）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１ａ〜１ｆにおいてこの平均偏差温度Ｔｅが予め設定した偏差温度しきい値、例えば、０．５ｄｅｇ以下か否かで判断する。

そして、コントローラ１０に接続されている全ての低温ショーケース１ａ〜１ｆの平均偏差温度Ｔｅが偏差温度しきい値以下である場合には、ステップＳ２に進み、全低温ショーケース１ａ〜１ｆの冷却（温調）状態を「良」とし、冷却能力に余裕があるものと判断して、低圧側圧力設定値Ｐｓを冷凍機１１の消費電力を削減する方向に、即ち、一定値（所定ステップ）上げた値に変更し、該低圧側圧力設定値Ｐｓを現在の環境条件に合致する前記環境条件セルに登録（更新）する。コントローラ１０は変更・更新した低圧側圧力設定値Ｐｓを制御値として冷凍機１１に出力する。冷凍機１１ではコントローラ１０から送信された低圧側圧力設定値Ｐｓに基づいて前述した如く圧縮機の停止と起動を制御するが、その際、低圧側圧力設定値Ｐｓは高い値とされることにより、圧縮機の起動・停止される低圧側圧力設定値Ｐｓが高くなり、その分、冷却能力が低下（冷やさない方向）すると共に、消費電力も削減されるようになる。

逆に、上記ステップＳ１において、１台でも算出された平均偏差温度Ｔｅが偏差温度しきい値より高くなっている低温ショーケース１ａ〜１ｆ、即ち、冷却判定が「不良」と判定された低温ショーケース１ａ〜１ｆがある場合には、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、偏差温度しきい値より高くなっている低温ショーケースが上記においてメモリ２４に予め登録された冷却状態の悪化が許容される特定の低温ショーケース１ｂ又は１ｆであるか否かを判定する。

偏差温度しきい値より高くなっている低温ショーケース、即ち、冷却状態が悪いと判定された低温ショーケースが上記冷却状態の悪化が許容される特定の低温ショーケース、本実施例では低温ショーケース１ｂ又は１ｆだけでない場合、即ち、特定の低温ショーケース１ｂ又は１ｆ以外の低温ショーケースの冷却状態が不良である場合には、冷却能力が不足しているものと判断して、ステップＳ４に進み、低圧側圧力設定値Ｐｓを一定値（所定ステップ）下げた値に（冷凍機１１の能力を上げる方向で）変更し、現在の環境条件に合致する前記環境条件セルに登録（更新）する。コントローラ１０は変更・更新した低圧側圧力設定値Ｐｓを制御値として冷凍機１１に出力する。冷凍機１１ではコントローラ１０から送信された低圧側圧力設定値Ｐｓに基づいて同様に圧縮機の停止と起動を制御するが、その際、低圧側圧力設定値Ｐｓは低い値とされることにより、圧縮機の起動・停止される低圧側圧力設定値Ｐｓが低くなり、その分、冷却能力が向上（より冷やす方向）する。これにより、貯蔵室３９の冷却状態は改善され、所定の冷却状態を確保することができる。

このようにして、コントローラ１０は或る環境条件セル内において、低温ショーケース１ａ〜１ｆの貯蔵室３９の冷却状態に基づき、最低限の冷却を維持し、確保しながら、圧縮機の消費電力を削減する方向で所定の周期で低圧側圧力設定値Ｐｓ（制御値）を変更し、当該環境条件セルに登録されている値をその値に更新していく。このようにして、年間運転されることで、学習が行われ、データベース１５の各環境条件セルに当該環境条件に適した制御値が登録されていく。

次に、ステップＳ３において、偏差温度しきい値より高くなっている低温ショーケースが上記においてメモリ２４に予め登録された冷却状態の悪化が許容される特定の低温ショーケース１ｂ又は１ｆのみである場合には、ステップＳ５に進む。当該ステップＳ５では、係る特定の低温ショーケース１ｂ又は１ｆの冷却状態の判定条件とされる偏差温度しきい値が詳細は後述する補正後のものであるか、即ち、標準であるか否かを判定する。

偏差温度しきい値の補正（変更）が行われる前である場合には、ステップＳ６に進み、一定期間（所定期間）、温度の変化が安定しているか否かを判定する。具体的には、一定期間、係る冷却状態が不良と判定された特定の低温ショーケース１ｂ又は１ｆの偏差温度の変化が所定値以下であるか否かを判定する。係る一定期間が経過する以前に、当該特定の低温ショーケース１ｂ又は１ｆの偏差温度の変化が所定値を上回った場合には、当該特定の低温ショーケース１ｂ又は１ｆの冷却状態が安定していないものと判断し、上記ステップＳ４に進む。係る場合には、該特定の低温ショーケース１ｂ又は１ｆの現在温度が上昇傾向にあり、冷却能力が不足しているものと判断して、ステップＳ４において、低圧側圧力設定値Ｐｓを一定値（所定ステップ）下げた値に変更し、現在の環境条件に合致する前記環境条件セルに登録（更新）する。

他方、ステップＳ６において、一定期間、係る冷却状態が不良と判定された特定の低温ショーケース１ｂ又は１ｆの偏差温度の変化が所定値以下であった場合には、ステップＳ７に進み、現在の平均偏差温度Ｔｅ（ｄｅｇ）が係る低温ショーケース１ｂ又は１ｆの冷却判定条件とされる偏差温度しきい値を所定値だけ上昇させても、即ち、冷却判定条件を甘くする方向に変更したとしても、冷却状態が「良」と判定される範囲にあるか否かを判断する。本実施例では、現在設定されている偏差温度しきい値０．５ｄｅｇに対し所定値、１．０〜２．０ｄｅｇだけ上昇させた１．５ｄｅｇ乃至２．５ｄｅｇの範囲にある何れかの値（ここでは、１．５ｄｅｇ）を補正後の偏差温度しきい値として採用する。

当該ステップＳ７において、冷却状態が不良と判定された特定の低温ショーケースの偏差温度の変化が安定している場合であっても、補正後の偏差温度しきい値より大きい場合には、冷却能力が確保し得ない範囲での安定的な温度変化であり、この場合も冷却能力が不足しているものと判断して、ステップＳ４に進み、低圧側圧力設定値Ｐｓを一定値（所定ステップ）下げた値に変更し、現在の環境条件に合致する前記環境条件セルに登録（更新）する。

他方、ステップＳ７において、現在の平均偏差温度Ｔｅが係る低温ショーケース１ｂ又は１ｆの冷却判定条件とされる偏差温度しきい値Ｔｅを所定値だけ上昇させた（判定条件を甘くする方向で変更した）補正後の偏差温度しきい値ＴｅＳに変更したとしても、冷却状態が「良」と判定される範囲にあると判断された場合には、ステップＳ８に進む。このステップＳ８では、冷却状態が不良と判定された特定の低温ショーケース１ｂ又は１ｆの偏差温度しきい値を係る所定値だけ上昇させた補正後の偏差温度しきい値とすると共に、係る現在の冷却状態の良否判定の周期（前記１０分）を短い補正周期とし、ステップＳ１に戻る。

この際、ステップＳ１では、係る特定の低温ショーケース１ｂ又は１ｆの冷却状態の良否判定に用いられる偏差温度しきい値は補正後の偏差温度しきい値ＴｅＳＨが採用され、他の低温ショーケースについては、これまでと同様の偏差温度しきい値を用いて冷却状態の良否判定が行われる。

ここで、一例としての各低温ショーケースの偏差温度Ｔｅの変化と、これに対する偏差温度しきい値ＴｅＳ及び低圧側圧力設定値Ｐｓの変動について、図７及び図８を参照して説明する。何れも、冷却状態の悪化が許容される特定の低温ショーケース１ｂ又は１ｆの偏差温度ＴｅをＴｅｂ、その他の低温ショーケース１ａ、１ｃ〜１ｅの偏差温度ＴｅをＴｅａとして示す。

これによると、特定の低温ショーケース以外の低温ショーケースの偏差温度Ｔｅａは、偏差温度しきい値ＴｅＳ（０．５ｄｅｇ）以下であり、特定の低温ショーケースの偏差温度Ｔｅｂは、偏差温度しきい値ＴｅＳ（０．５ｄｅｇ）より高い、ステップＳ７にて補正された後の偏差温度しきい値ＴｅＳＨ（１．５ｄｅｇ）以下である。

そのため、ステップＳ７において、現在の平均偏差温度Ｔｅｂが係る低温ショーケース１ｂ又は１ｆの冷却判定条件とされる偏差温度しきい値ＴｅＳを所定値だけ上昇させた補正後の偏差温度しきい値ＴｅＳＨに変更すると、冷却状態が「良」と判定される範囲にあると判断され、ステップＳ８で、冷却状態が不良と判定された特定の低温ショーケース１ｂ又は１ｆの偏差温度しきい値ＴｅＳを係る所定値だけ上昇させた補正後の偏差温度しきい値ＴｅＳＨに変更されている。他の低温ショーケースについては、これまでと同様の偏差温度しきい値ＴｅＳを用いて冷却状態の良否判定が行われるため、図７及び図８では、２つの偏差温度しきい値が採用されていることを示している。

そして、冷却状態の悪化が許容される特定の低温ショーケース１ｂ又は１ｆについての冷却状態の良否判定が判定条件を甘くする方向で変更した補正後の偏差温度しきい値ＴｅＳＨを採用することによって、補正前の判定条件では、不良と判定されていた特定の低温ショーケース１ｂ又は１ｆと、その他の低温ショーケース１ａ、１ｃ〜１ｅの冷却状態が「良」と判断される。これによって、全ての低温ショーケース１ａ〜１ｆの冷却状態が良好と判断されることで、冷却能力に余裕があるものとみなされて、低圧側圧力設定値Ｐｓを冷凍機１１の消費電力を削減する方向に、即ち、一定値（所定ステップ）上げた値に変更し、更新し、該低圧側圧力設定値Ｐｓを制御値として冷凍機１１に出力する（図中（ｉ））。これにより、低圧側圧力設定値Ｐｓは高い値とされることにより、圧縮機の起動・停止される低圧側圧力設定値Ｐｓが高くなり、その分、冷却能力が低下（冷やさない方向）すると共に、消費電力も削減されるようになる。

そのため、予め冷却状態の悪化が許容される低温ショーケースとして登録されている低温ショーケースについては、その他の低温ショーケースよりも冷却判定の条件が甘めに制御されることにより、設定温度よりも高い状態で冷却制御されることとなる。しかしながら、係る低温ショーケースは、予め冷却状態の悪化が許容されるものとして登録しているものであるため、庫内には厳密な温度制御の必要性が低い商品等が収納されており、その他の低温ショーケースとは異なり、厳密な温度制御が実現されないことによる不都合が生じない。従って、冷凍機１１を停止する低圧側圧力設定値（制御値）を冷凍機１１の消費電力を削減する方向に補正することができ、各低温ショーケースの条件に応じた必要最小限の冷却を確保しながら、冷凍システムＲＳの消費電力をより効果的に削減することができるようになる。

特に、本実施例では、ステップＳ６において、特定の低温ショーケース１ｂ又は１ｆの冷却状態が一定期間安定しているか否かを判定し、安定している場合にのみステップＳ７に進み、当該ステップＳ７では、係る特定の低温ショーケース１ｂ又は１ｆの偏差温度Ｔｅｂが冷却状態の良否に関する判定条件を甘くすることで係る低温ショーケース１ｂ又は１ｆの冷却状態の判定が良となる場合に、当該低温ショーケース１ｂ又は１ｆの冷却状態の良否に関する判定条件を甘くする方向に変更することとしたので、判定条件の変更後、当該特定の低温ショーケース１ｂ又は１ｆの冷却状態の判定が直ぐに不良となってしまう不都合を解消することができる。

そして、変更された補正周期にて冷却状態の良否判定が行われ、全ての低温ショーケース１ａ〜１ｆの冷却状態が良好と判断され（ステップＳ１）、ステップＳ２に進んだ際、当該ステップＳ２では、毎回冷凍機１１の能力を低下させる方向に冷凍機１１の制御値を変更する動作を行うのではなく、補正前の標準の判定周期、若しくは、当該当該標準の判定周期よりも所定時間長い周期に相当する回数だけ、補正周期での良否判定で冷却状態が良と継続した場合にのみ行うものとする。図７では、標準の判定周期、若しくはこれより長い周期に相当する回数だけ補正周期で良判定が継続したことで、再度、低圧側圧力設定値Ｐｓを上げた場合について示している（図中（ｉｉ））。これにより、係る短い補正周期にて冷却状態が良好と判断されて頻繁に制御値が変更されてしまうことによる不都合を回避することができる。

他方、変更された補正周期にて冷却状態の良否判定が行われ、冷却状態の良否判定条件が甘くされたことによって、特定の低温ショーケース１ｂ又は１ｆの冷却状態が悪化した場合、即ち、当該特定の低温ショーケースの平均偏差温度Ｔｅｂが補正後の偏差温度しきい値ＴｅＳＨを超えた場合（図８中（ｉｉｉ））には、ステップＳ１での冷却判定で冷却状態が不良と判断される。そして、ステップＳ３で不良と判断された低温ショーケースが前記特定の低温ショーケース１ｂ又は１ｆのみであるかが判断され、この場合、係る特定の低温ショーケースのみであるため、ステップＳ５に進む。ステップＳ５における判断で、該特定の低温ショーケースの偏差温度しきい値が補正後のものであるか否かが判断され、この場合、補正後の偏差温度しきい値ＴｅＳＨであるため、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、冷却状態の良否判定条件に採用されていた補正後の偏差温度しきい値ＴｅＳＨを、補正前の標準の偏差温度しきい値ＴｅＳに戻し（図８中（ｉｖ））、判定周期を短くしていた補正周期から、補正前の標準の判定周期に戻す。そして、ステップＳ４に進み、低圧側圧力設定値Ｐｓを一定値（所定ステップ）下げた値に変更し、現在の環境条件に合致する前記環境条件セルに登録（更新）する（図８中（ｖ））。尚、図８中、偏差温度Ｔｅｂが補正後の偏差温度しきい値ＴｅＳＨを超えた時点と、判定周期、制御値の変更にタイムラグが生じている状態を示している。

このように、特定の低温ショーケースの冷却状態の良否に関する判定条件を甘くする方向に変更した場合、当該冷却状態の良否判定の周期を標準よりも短い補正周期とすることで、冷却状態の良否判定条件が甘くされたことによって、特定の低温ショーケースの冷却状態が悪化してしまう状況を直ぐに検出することができる。これにより、係る判定条件を甘くする方向に変更した後、該特定の低温ショーケースの冷却状態の判定が再度不良となった場合、変更前の判定条件に戻すことで、当該特定の低温ショーケースの冷却を確保することができる。

尚、本実施例では、上記ステップＳ３において、偏差温度しきい値より高くなっている低温ショーケースが予め登録された冷却状態の悪化が許容される特定の低温ショーケースであるか否かを判定しているが、これに限定されるものではなく、偏差温度しきい値より高くなっている低温ショーケースが、冷却状態の悪化が許容される被冷却対象、例えば、飲料など陳列対象とされているショーケースであるか、予め設定されている使用目的によって、判定を行ってもよい。またこれ以外にも、偏差温度しきい値より高くなっている低温ショーケースが、全体の低温ショーケースのうちの所定割合以下、例えば１０％以下となっているか否かにより判定してもよい。所定割合以下である場合、該冷却状態が悪化している特定の低温ショーケースのみ、上記同様、偏差温度しきい値を上げる方向に補正して以降の温調状態の判定を行うものとしてもよい。

尚、本実施例では、低温ショーケースの冷却状態の良否に関する判定は、低温ショーケース１が冷却する貯蔵室３９の目標温度（設定温度）と現在温度との偏差温度に基づいて行うため、当該低温ショーケース１が冷却する空間の状態を的確に把握して冷却状態の良否を判定することができる。

更に、冷凍機１１、１２の消費電力を削減するために、低圧側圧力設定値Ｐｓを制御値として出力しているため、インバータタイプ以外の冷凍機に対しても対応可能となる。

また、実施例で示した環境条件はそれに限定されるものでは無い。また、実施例では制御値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、冷凍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、実施例では標準の判定周期を１０分として低圧側圧力設定値を調整したが、それに限らず、１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。

上記実施例では、各利用側ユニットとして冷蔵ショーケースや冷凍ショーケースなどの低温ショーケースを用い、熱源側ユニットとしてこれら低温ショーケースに冷媒を供給する冷凍機を採用した冷却システムについて説明しているが、これに限定されるものではなく、各利用側ユニットとして各室内ユニット、熱源側ユニットとして各室内ユニットに冷媒を供給する室外ユニットを採用した空気調和機などの冷凍システムを採用してもよい。

この場合、環境条件は、各室内ユニットが設置される室内温度（屋内温度）と、室外ユニットが設置される屋外温度と、時間帯が採用される。そして、室内ユニットの冷却運転における冷却状態の良否の判定、及び、暖房運転における加温状態の良否の判定（以下、併せて室内ユニットの温調状態の良否の判定）は、室内ユニットが冷却又は加温（温調）する空間（室内）の目標温度と、現在温度との偏差温度に基づいて行う。

また、店舗において出入口付近や窓側などに設置される室内ユニットや、事務所などの厳密な温度管理が要求されない場所に設置される室内ユニットを温調状態の悪化が許容される特定の室内ユニットとして登録する。尚、当該室内ユニットはこれに限定されるものではない。この場合においても、室内ユニットが設置される場所、使用される目的、機種などに応じて予め登録可能とする。

上記実施例における冷却状態の良否の判定では、冷却運転を行っている場合は、略同様であるが、暖房運転を行っている場合は、加温状態の良否を偏差温度Ｔｅが偏差温度しきい値ＴｅＳ以下であるか否かによって判断し、加熱能力に余裕があるものと判断した場合には、低圧側圧力設定値Ｐｓを室外ユニットの消費電力を削減する方向に、即ち、一定値（所定ステップ）上げた値に変更し、更新する。加熱能力が不足しているものと判断した場合には、低圧側圧力設定値Ｐｓを室外ユニットの能力を上げる方向に、即ち、一定値（所定ステップ）下げた値に変更し、更新する。

これによっても、温調状態の悪化が許容される特定の室内ユニットの温調状態の判定のみが不良である場合、当該室内ユニットの温調状態の良否に関する判定条件を甘くする方向で変更することで、特定の室内ユニットの温調状態の判定を良とすることができ、室外ユニットの消費電力を削減する方向で制御値を変更した室外ユニットの制御を実現することができる。これにより、温調状態の悪化が許容される利用側ユニットの温調を必要最小限確保しながら、冷凍システムの消費電力をより効果的に削減することができるようになる。

ＧＷ 出入口
Ｗ 窓
１（１ａ〜１ｉ） 低温ショーケース（利用側ユニット）
２ 非冷棚
１０ コントローラ（制御装置）
１１、１２ 冷凍機（熱源側ユニット）
１４、１９ 電磁弁
１５ データベース
１６、２１ 膨張弁
２４ メモリ（登録手段）
２５ コントロールパネル

Claims (9)

1. 複数の利用側ユニットと、各利用側ユニットに冷媒を供給する熱源側ユニットとから構成される冷凍システムにおいて、
   環境条件別に前記熱源側ユニットの制御値を登録するための環境条件セルを有するデータベースと、
   温調状態の悪化が許容される特定の前記利用側ユニットを登録する手段とを備え、
   現在の前記各利用側ユニットの温調状態の良否を判定し、全ての前記利用側ユニットの温調を確保しながら前記熱源側ユニットの消費電力を削減する方向で前記制御値を変更し、変更した当該制御値を前記熱源側ユニットに出力し、且つ、当該制御値を現在の環境条件に合致する前記環境条件セルに登録し、変更していくことで前記データベースを構築すると共に、
   前記特定の利用側ユニットの温調状態の判定のみが不良である場合、当該利用側ユニットの温調状態の良否に関する判定条件を甘くする方向で変更することを特徴とする冷凍システムの制御装置。
2. 前記特定の利用側ユニットは、当該利用側ユニットが設置される場所、当該利用側ユニットが使用される目的、当該利用側ユニットの機種に応じて予め登録することを特徴とする請求項１に記載の冷凍システムの制御装置。
3. 前記環境条件は、前記利用側ユニットが設置される屋内温度、前記熱源側ユニットが設置される屋外温度、及び、時間帯であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷凍システムの制御装置。
4. 前記熱源側ユニットの制御値は、当該熱源側ユニットの運転を制御するための冷媒回路の低圧側圧力設定値であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れかに記載の冷凍システムの制御装置。
5. 前記利用側ユニットの温調状態の良否に関する判定は、当該利用側ユニットが温調する空間の目標温度と現在温度との偏差温度に基づいて行う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凍システムの制御装置。
6. 前記特定の利用側ユニットの温調状態が所定期間安定している場合、当該利用側ユニットの温調状態の良否に関する判定条件を甘くする方向に変更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凍システムの制御装置。
7. 前記温調状態の良否に関する判定条件を甘くすることで当該特定の利用側ユニットの温調状態の判定が良となる場合に、当該利用側ユニットの温調状態の良否に関する判定条件を甘くする方向に変更することを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちの何れかに記載の冷凍システムの制御装置。
8. 前記特定の利用側ユニットの温調状態の良否に関する判定条件を甘くする方向に変更した場合、当該温調状態の良否判定の周期を短くすることを特徴とする請求項１乃至請求項７のうちの何れかに記載の冷凍システムの制御装置。
9. 前記特定の利用側ユニットの温調状態の良否に関する判定条件を甘くする方向に変更した後、当該特定の利用側ユニットの温調状態の判定が再度不良となった場合、変更前の前記判定条件に戻すことを特徴とする請求項１乃至請求項８のうちの何れかに記載の冷凍システムの制御装置。

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