JP2014190657A - オープンショーケース及びそれを備えた冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】膨張弁の弁開度を適切に制御することによって吹出冷気温度を安定化することができるオープンショーケースを提供する。
【解決手段】複数台のオープンショーケース１と冷凍機２から成る冷凍装置Ｒにおいて、主制御装置１２及びオープンショーケース１の端末側制御装置１３は、蒸発器９の冷媒過熱度が所定の目標過熱度となるように膨張弁１１の弁開度を制御すると共に、陳列室への吹出冷気温度の設定温度を基準として複数の制御ゾーンを設定し、各制御ゾーンにおいて目標過熱度を変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、商品を冷却しながら陳列するオープンショーケース、及び、それから構成される冷凍装置に関するものである。

従来よりスーパーマーケットやコンビニエンスストア等の店舗には、オープンショーケースが複数台設置されている。そして、各オープンショーケースの蒸発器と熱交換した冷気を陳列室内に吹き出すことにより、当該陳列室内において商品を冷却しながら陳列していた。また、各オープンショーケースの蒸発器にはそれらと共に冷凍装置の冷媒回路を構成する冷凍機の圧縮機から冷媒が分配供給されるものであるが、この蒸発器への冷媒供給は入口側に接続された膨張弁により制御していた（例えば、特許文献１参照）。

また、近年ではステッピングモータ等で駆動される所謂電動膨張弁（電子膨張弁とも称される）が採用されるようになって来ている。係る膨張弁を制御する場合には、蒸発器の所定の目標過熱度を設定し、蒸発器の冷媒過熱度（出口冷媒温度と入口冷媒温度との差）がこの目標過熱度となるようにその弁開度を制御していた。そして、陳列室へ吹き出される吹出冷気温度が設定温度となると、膨張弁の弁開度は全閉とされ、蒸発器への冷媒供給が停止されるものであった。また、冷凍機の圧縮機は冷媒回路の低圧圧力に基づき、所定の低圧設定値となるように制御されていた。

特開２００７−２５５８４５号公報

しかしながら、通常蒸発器の目標過熱度は一定値（例えば５ｄｅｇ等）に固定されていたため、陳列室内の負荷（商品の投入量や外気温度）によっては吹出冷気温度が下がりすぎて全閉状態となり、また、直ぐに開放されるという状態に陥る問題があった。そこで、吹出冷気温度が設定温度に近づいた段階で、それ以降は一定時間毎に目標過熱度を大きくしていくことも考えられるが、膨張弁が開閉を繰り返す問題は解消できず、それによって吹出冷気温度も不安定なものとなる。

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、膨張弁の弁開度を適切に制御することによって吹出冷気温度を安定化することができるオープンショーケース及びそれを備えた冷凍装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のオープンショーケースは、商品を陳列する陳列室内に蒸発器と熱交換した冷気を吹き出して冷却するものであって、蒸発器の入口側に接続された膨張弁と、陳列室への吹出冷気温度を検出するための吹出冷気温度検出手段と、蒸発器の冷媒過熱度を検出するための蒸発器過熱度検出手段と、各検出手段の出力に基づいて膨張弁の弁開度を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、蒸発器の冷媒過熱度が所定の目標過熱度となるように膨張弁の弁開度を制御すると共に、陳列室への吹出冷気温度の設定温度を基準として複数の制御ゾーンを設定し、各制御ゾーンにおいて目標過熱度を変更することを特徴とする。

請求項２の発明のオープンショーケースは、上記発明において制御手段は、設定温度に近い制御ゾーン程、目標過熱度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、上記発明において制御手段は、吹出冷気温度が設定温度以下となった場合、膨張弁を全閉とすることを特徴とする。

請求項４の発明の冷凍装置は、上記各発明のオープンショーケースを複数台備え、各オープンショーケースの蒸発器と所定の冷媒回路を構成する圧縮機を有した冷凍機から、各オープンショーケースの蒸発器に冷媒を供給するものであって、制御手段は、冷媒回路の低圧圧力に基づき、所定の低圧設定値となるように圧縮機の運転を制御すると共に、各制御ゾーン毎に所定の冷却レベル値を設定し、この冷却レベル値に基づいてオープンショーケースの陳列室の冷却状態を判定し、この判定結果に基づいて低圧設定値を調整することを特徴とする。

請求項５の発明の冷凍装置は、上記発明において制御手段は、冷却レベル値からオープンショーケースの陳列室の冷却状態が冷却不足と判定した場合、低圧設定値を下げることを特徴とする。

請求項６の発明の冷凍装置は、請求項４又は請求項５の発明において制御手段は、冷却レベル値からオープンショーケースの陳列室の冷却状態が冷却しすぎであるものと判定した場合、低圧設定値を上げることを特徴とする。

請求項７の発明の冷凍装置は、請求項４乃至請求項６の発明において制御手段は、冷却レベル値からオープンショーケースの陳列室の冷却状態が冷却不足で無く、且つ、冷却しすぎでも無いと判定した場合、低圧設定値を維持することを特徴とする。

請求項８の発明の冷凍装置は、請求項４乃至請求項７の発明において制御手段は、複数回冷却レベル値を収集し、収集した各冷却レベル値の平均値に基づいてオープンショーケースの陳列室の冷却状態を判定することを特徴とする。

本発明によれば、商品を陳列する陳列室内に蒸発器と熱交換した冷気を吹き出して冷却するオープンショーケースにおいて、蒸発器の入口側に接続された膨張弁と、陳列室への吹出冷気温度を検出するための吹出冷気温度検出手段と、蒸発器の冷媒過熱度を検出するための蒸発器過熱度検出手段と、各検出手段の出力に基づいて膨張弁の弁開度を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、蒸発器の冷媒過熱度が所定の目標過熱度となるように膨張弁の弁開度を制御すると共に、陳列室への吹出冷気温度の設定温度を基準として複数の制御ゾーンを設定し、各制御ゾーンにおいて目標過熱度を変更するようにしたので、陳列室への吹出冷気温度に基づいて膨張弁により蒸発器の冷媒過熱度を調整し、蒸発器の有効面積を変化させることが可能となる。

これにより、例えば請求項２の発明の如く制御手段により設定温度に近い制御ゾーン程、目標過熱度を大きくすることで、吹出冷気温度が設定温度に近づくにつれて蒸発器の有効面積を小さくし、吹出冷気温度を設定温度に安定的に近づけていくことができるようになる。従って、膨張弁の弁開度制御及び陳列室への吹出冷気温度の双方が極めて安定化するものである。

更に、請求項３の発明の如く制御手段により、吹出冷気温度が設定温度以下となった場合には膨張弁を全閉とすれば、陳列室内の過冷却も確実に解消される効果がある。

また、請求項４の発明によれば、上記各発明のオープンショーケースを複数台備え、各オープンショーケースの蒸発器と所定の冷媒回路を構成する圧縮機を有した冷凍機から、各オープンショーケースの蒸発器に冷媒を供給する冷凍装置において、制御手段は、冷媒回路の低圧圧力に基づき、所定の低圧設定値となるように圧縮機の運転を制御すると共に、各制御ゾーン毎に所定の冷却レベル値を設定し、この冷却レベル値に基づいてオープンショーケースの陳列室の冷却状態を判定し、この判定結果に基づいて低圧設定値を調整するので、例えば、請求項５乃至請求項７の発明の如く制御手段により、冷却レベル値からオープンショーケースの陳列室の冷却状態が冷却不足と判定した場合は、低圧設定値を下げ、陳列室の冷却状態が冷却しすぎであるものと判定した場合は、低圧設定値を上げ、陳列室の冷却状態が冷却不足で無く、且つ、冷却しすぎでも無いと判定した場合は、低圧設定値を維持するようにすることで、各オープンショーケースの陳列室の冷却状態に応じて適切に圧縮機の運転を制御し、陳列室の冷却不足を解消し、且つ、省エネルギーにも寄与することができるようになる。

この場合、請求項８の発明の如く制御手段が、複数回冷却レベル値を収集し、収集した各冷却レベル値の平均値に基づいてオープンショーケースの陳列室の冷却状態を判定するようにすれば、一時的な吹出冷気温度の変化による影響を除外し、低圧設定値による圧縮機の運転制御を安定化させることが可能となるものである。

本発明を適用した一実施例のオープンショーケースを複数台備えた冷凍装置の冷媒回路及び制御の構成図である。 図１のオープンショーケースの縦断側面図である。 図１のオープンショーケースの膨張弁の弁開度制御を説明する図である。 図１の冷凍装置の低圧圧力制御のフローチャートである。 図４の低圧圧力制御を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。本発明を適用した一実施例の冷凍装置Ｒは、スーパーマーケット等の店舗に設置される複数台のオープンショーケース１を冷却するものであり、店舗内に設置された各オープンショーケース１と、それらに冷媒を分配供給する冷凍機２とから構成されている。実施例の冷凍機２は運転周波数を制御可能な圧縮機３と、該圧縮機３の吐出側に接続されて高温高圧のガス冷媒を放熱させる放熱器４と、この放熱器４を空冷する室外送風機６とを備えている。

尚、冷凍装置Ｒで使用する冷媒は周知のものであり、ここでは特定しないが、放熱器４において凝縮する冷媒の場合には、放熱器４は凝縮器となり、二酸化炭素の如く高圧側が超臨界状態となる場合には、冷媒は放熱器４で凝縮せず、放熱するのみとなる。

この冷凍機２は店舗外に設置されており、放熱器４の出口側に接続された冷媒配管７と圧縮機３の吸込側に接続された冷媒配管８が店舗内に向かい、これらに各オープンショーケース１が並列に接続されるかたちとなる。即ち、各オープンショーケース１は後に詳述する如く蒸発器９とこの蒸発器９の冷媒入口側に接続された膨張弁１１とを備えており、膨張弁１１の冷媒入口が冷媒配管７に、蒸発器９の冷媒出口が冷媒配管８に接続されて冷凍装置Ｒの周知の冷媒回路が構成される。尚、実施例の膨張弁１１はステッピングモータで駆動される電動膨張弁であり、全閉を含む所定の値に弁開度を制御可能とされている。

図１において１２は主制御装置である。この主制御装置１２は、店舗に設置された各オープンショーケース１及び冷凍機２を集中制御するためのマスターコントローラであり、この主制御装置１２において各オープンショーケース１の設定温度等の運転条件を設定することができるように構成されている。各オープンショーケース１及び冷凍機２には端末側制御装置１３が設けられており、それぞれ主制御装置１２と通信線により接続され、データの送受信を行えるように構成されている（図１では最も左のオープンショーケース１のみに示す）。

これら主制御装置１２及び各端末側制御装置１３は何れもマイクロコンピュータにより構成されており、これらにより本発明における制御手段が構築される。主制御装置１２からは各オープンショーケース１や冷凍機２の端末側制御装置１３に対して付与されたＩＤと共に前述した運転条件に関するデータ等が送信され、各端末側制御装置１３からは自らのＩＤと共に各オープンショーケース１及び冷凍機２の各部の温度や圧力等の運転状態に関するデータが主制御装置１２に送信され、収集される。主制御装置１２ではこれら収集したデータを確認／分析等できるように構成されており、これにより、主制御装置１２は各オープンショーケース１や冷凍機２を集中制御可能とされている。

冷凍機２には、冷媒回路の低圧圧力を検出する低圧圧力検出手段としての低圧圧力センサ１４等が設けられ、冷凍機２の端末側制御装置１３に接続されている。そして、冷凍機２の端末側制御装置１３は、この低圧圧力センサ１４が検出する冷媒回路の低圧圧力と所定の低圧設定値に基づき、低圧圧力が低圧設定値となるように冷凍機２の圧縮機３の運転周波数と室外送風機６の運転を制御する。

次に、オープンショーケース１及びそれに設けられた端末側制御装置１３について説明する。実施例のオープンショーケース１は、断面略コ字状の断熱壁１６と、この断熱壁１６の両側に取り付けられた図示しない側板とから構成されている。断熱壁１６の内側にはそれぞれ間隔を存して仕切板１７、１８が取り付けられ、これら仕切板１７及び１８間を内層ダクト１９、外側の仕切板１８と断熱壁１６の間を外層ダクト２１とされている。

内側の仕切板１７の下部前方には底板２２が設けられており、これら仕切板１７と底板２２の内側を陳列室２３としている。陳列室２３の前面開口２４の上縁の断熱壁１６にはハニカム材が取り付けられた内層吹出口２６及び外層吹出口２７が並設されており、これら内層吹出口２６及び外層吹出口２７は内層ダクト１９及び外層ダクト２１にそれぞれ連通している。開口２４の下縁の断熱壁１６には内層吸込口２８と外層吸込口２９が並設されており、両吸込口２８、２９は内層ダクト１９及び外層ダクト２１にそれぞれ連通している。

一方、底板２２下方の内層ダクト１９及び外層ダクト２１内には、内層送風機３１及び外層送風機３２がそれぞれ取り付けられている。また、背面の内層ダクト１９内には冷凍装置Ｒの冷媒回路を構成する前述した蒸発器９が縦設されると共に、陳列室２３内には商品陳列用の棚３３が複数段架設されている。また、３４は開口２４の上側の断熱壁１６前面に取り付けられた温度表示器である。

次に、３６は内層吹出口２６手前の内層ダクト１９内に設けられた吹出冷気温度検出手段としての吹出温度センサであり、蒸発器９と熱交換した後、内層吹出口２６から吹き出される冷気の温度（吹出冷気温度）を検出する。３７は陳列室２３内の上部に設けられた陳列室温度検出手段としての陳列室温度センサであり、陳列室２３内の冷気の温度（陳列室内温度）を検出する。また、３８は内層送風機３１手前の内層ダクト１９内に設けられた吸込冷気温度検出手段としての吸込温度センサであり、内層吸込口２８から吸い込まれた冷気の温度（吸込冷気温度）を検出する。また、４１及び４２は蒸発器９の冷媒入口側及び冷媒出口側の冷媒温度をそれぞれ検出する入口温度センサ及び出口温度センサであり、これらが蒸発器過熱度検出手段を構成する。

そして、これら吹出温度センサ３６、陳列室温度センサ３７、吸込温度センサ３８、入口温度センサ４１及び出口温度センサ４２の出力は当該オープンショーケース１の端末側制御装置１３に接続される。そして、端末側制御装置１３はこれら温度センサの出力に基づいて膨張弁１１の弁開度や各送風機３１、３２の運転を制御すると共に、陳列室温度センサ３７が検出する温度を温度表示器３４にて表示する。特に端末側制御装置１３は出口温度センサ４２が検出する蒸発器９の冷媒出口温度と入口温度センサ４１が検出する蒸発器９の冷媒入口温度との差から蒸発器９の冷媒過熱度を検出し、この冷媒過熱度に基づいて膨張弁１１の弁開度を制御する。

以上の構成で実施例の冷凍装置Ｒの動作について説明する。圧縮機３が運転されると、この圧縮機３により圧縮された高温高圧のガス冷媒は放熱器４に流入して放熱する（そこで凝縮する冷媒を用いた場合には凝縮する）。放熱器４を出た冷媒は冷媒配管７を経て店舗内に入り、各オープンショーケース１に分配される。オープンショーケース１の膨張弁１１に至った冷媒はそこで減圧された後、蒸発器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で蒸発器９は冷却能力を発揮する。

蒸発器９と熱交換した内層ダクト１９内の冷気は内層送風機３１により開口２４上縁の内層吹出口２６から陳列室２３の開口２４に向けて吹き出され、開口２４下縁の内層吸込口２８から吸い込まれることにより、開口２４に冷気エアーカーテンが構成される。尚、外層送風機３２により外層ダクト２１を経て外層吹出口２７から吹き出され、外層吸込口２９から吸い込まれる空気エアーカーテンは内側の冷気エアーカーテンをガードする役割を果たす。

この冷気エアーカーテンの一部は陳列室２３内に循環されて各棚３３上の商品が冷却されることになる。蒸発器９を出た冷媒は冷媒配管８で他のオープンショーケース１からの冷媒と合流した後、再び圧縮機３に吸い込まれる循環を繰り返す。

（１）膨張弁の制御
次に、各オープンショーケース１の膨張弁１１の弁開度制御について説明する。先ず、各オープンショーケース１の端末側制御装置１３は、主制御装置１２から当該端末側制御装置１３宛に送信された目標過熱度と、出口温度センサ４２及び入口温度センサ４１から得られる蒸発器９の冷媒過熱度に基づき、この冷媒過熱度が目標過熱度となるように膨張弁（電動膨張弁）１１の弁開度を制御する。この場合、端末側制御装置１３は実用・非干渉ＰＩＤ制御により膨張弁１１を制御する。

即ち、実施例では膨張弁１１の操作量（弁開度変化量）ΔＭＶｎを、現在の冷媒過熱度と目標過熱度との偏差ｅ、比例係数Ｋ_P、微分係数Ｋ_D、積分時間Ｔ_I、微分時間Ｔ_Dで表現される一般的な実用・非干渉ＰＩＤ演算式により算出する。オープンショーケース１の端末側制御装置１３は蒸発器９の現在の冷媒過熱度と目標過熱度との偏差ｅに基づく係るＰＩＤ演算により膨張弁１１の弁開度を制御し、蒸発器９の冷媒過熱度を目標過熱度に制御する。

次に、実際の膨張弁１１の弁開度制御について図３を参照しながら説明する。主制御装置１２（各オープンショーケース１の端末側制御装置１３でも良い）には、各オープンショーケース１の吹出冷気温度の設定温度が設定される。そして、主制御装置１２は設定された設定温度（温調設定）を基準として複数の制御ゾーン（実施例では制御ゾーン１〜制御ゾーン４の合計４つ）を設定する（図３）。

この場合、実施例の主制御装置１２は吹出冷気温度の設定温度より所定値高い切換温度１と、該切換温度１と設定温度の間の切換温度２を設定し、切換温度１以上の領域を制御ゾーン１、切換温度１より低く切換温度２以上の領域を制御ゾーン２、切換温度２より低く設定温度より高い領域を制御ゾーン３、設定温度以下の領域を制御ゾーン４とする。

そして、オープンショーケース１の端末側制御装置１３から送信された吹出冷気温度（吹出温度センサ３６が検出）が設定温度から上に最も離れた制御ゾーン１にあるときは目標過熱度を目標過熱度１（例えば５ｄｅｇ程度）、制御ゾーン１より設定温度に近い制御ゾーン２にあるときは目標過熱度を目標過熱度１より大きい目標過熱度２（例えば８ｄｅｇ程度）、制御ゾーン２より設定温度に更に近い制御ゾーン３にあるときは目標過熱度を目標過熱度２より更に大きい目標過熱度３（例えば１５ｄｅｇ程度）とする。即ち、設定温度に近い制御ゾーン程、目標過熱度を大きくする。これにより、吹出冷気温度がその設定値に近づくに従って目標過熱度は大きくなる。そして、主制御装置１２は当該オープンショーケース１の端末側制御装置１３に決定した目標過熱度のデータ（運転条件に関するデータ）を送信する。尚、吹出冷気温度が制御ゾーン４にあるときは、主制御装置１２は膨張弁１１を全閉（弁開度零）とする旨のデータ（運転条件に関するデータ）を当該オープンショーケースの端末側制御装置１３に送信する。

主制御装置１２から膨張弁１１の制御に関する上記データを受信したオープンショーケース１の端末側制御装置１３は、出口温度センサ４２と入口温度センサ４１から得られる蒸発器９の冷媒過熱度が各目標過熱度となるように前述したＰＩＤ演算により膨張弁１１の弁開度を制御すると共に、全閉の指示が送信された場合には、膨張弁１１を全閉（弁開度零）とする。

係る膨張弁１１の弁開度制御によるオープンショーケース１の吹出温度の推移を図３に併せて示している。オープンショーケース１を設置した直後や蒸発器９の霜取後の所謂プルダウンを想定すると、吹出温度センサ３６が検出する現在の吹出冷気温度が切換温度１以上に高く、制御ゾーン１にある場合には目標過熱度は目標過熱度１（５ｄｅｇ程度）とされるので、蒸発器９の有効面積は大きい（冷媒入口から出口付近まで液冷媒が存在する量の冷媒が膨張弁１１から供給される）。これにより、内層送風機３１により循環され、蒸発器９と熱交換した後、内層吹出口２６から吹き出される冷気の温度（吹出冷気温度）は急速に低下していく。

その後、吹出冷気温度が切換温度１よりも低くなり、制御ゾーン２に入ると、目標過熱度は目標過熱度２（８ｄｅｇ程度）に拡大される。これにより、蒸発器９の有効面積は縮小されるので、吹出冷気温度の低下度合いは緩慢となる。そして、吹出冷気温度が切換温度２よりも低くなり、制御ゾーン３に入ると、目標過熱度は目標過熱度３（１５ｄｅｇ程度）に更に拡大される。これにより、蒸発器９の有効面積は更に縮小されるので、吹出冷気温度の低下度合いは更に緩やかとなり、設定温度に漸近していき、多少上下しながらも安定することになる（図３）。

尚、吹出冷気温度が設定温度以下となって制御ゾーン４に入った場合、前述したように膨張弁１１は全閉とされるので、蒸発器９への冷媒供給は停止し、陳列室３の冷却は停止することになる（サーモＯＦＦ）。その後、吹出温度センサ３６が検出する温度が上昇して制御ゾーン３に入った場合、膨張弁１１は再び開放され、目標過熱度３で制御される状態に復帰する。

（２）低圧圧力の制御
次に、図４及び図５を参照しながら冷凍装置Ｒの低圧圧力の制御について説明する。図４は主制御装置１２の制御フローチャートを示している。先ず、主制御装置１２は前述した図３の各制御ゾーン１〜４に冷却レベル値を設定している。この場合、実施例の制御ゾーン１の冷却レベル値は「１」、制御ゾーン２の冷却レベル値は「２」、制御ゾーン３の冷却レベル値は「３」、制御ゾーン４の冷却レベル値は「４又は５」とされる。即ち、吹出冷気温度が設定温度に近い程、冷却レベル値は大きくなる（重み付けが重くなる）。

そして、主制御装置１２は各オープンショーケース１の端末側制御装置１３から送信される現在の吹出冷気温度が、どの制御ゾーンにあるかに応じて当該制御ゾーンに設定された冷却レベル値のデータを収集する。実施例で主制御装置１２は図４のステップＳ１で毎分（一分毎に）冷却レベル値のデータを収集し、これを実施例では１０分間（即ち１０回）繰り返す。次に、ステップＳ２で収集した全ての冷却レベル値のデータが「４」であったか否か判断し、「４」であったオープンショーケース１についてはステップＳ１４に進んで当該オープンショーケース１を非冷と判断し、判定対象から除外する。

ステップＳ２で否であったオープンショーケース１については、ステップＳ３に進んで各オープンショーケース１の冷却レベル値の平均値が冷却状態判定上限より大きいか否か判断する。この場合、冷却レベル値の平均値は「冷却レベル値の積算結果／積算回数（この場合１０回）」で得られ、冷却状態判定上限は「所定の冷却レベル判定数＋判定幅／２」である。この冷却レベル判定数とは例えば「３」（設定温度の直上の制御ゾーン３の冷却レベル値）であり、判定幅とは所定のディファレンシャルを意味する。

そして、ステップＳ３で冷却レベル値の平均値が冷却状態判定上限よりも大きい場合、ステップＳ４に進んで陳列室２３の冷却状態が冷却しすぎであるものと判定する。また、ステップＳ３で冷却レベル値の平均値が冷却状態判定上限以下であった場合、ステップＳ５に進んで今度は冷却レベル値の平均値が冷却状態判定下限より小さいか否か判断する。この冷却状態判定下限は「冷却レベル判定数−判定幅／２」である。

このステップＳ５で冷却レベル値の平均値が冷却状態判定下限よりも小さい場合、ステップＳ７に進んで陳列室２３の冷却状態が冷却不足であるものと判定する。また、ステップＳ５で冷却レベル値の平均値が冷却状態判定下限以上である場合、即ち、冷却レベル値の平均値が冷却状態判定上限以下であり、且つ、冷却状態判定下限以上であった場合、ステップＳ６に進んで陳列室２３は冷却しすぎでも冷却不足でも無い冷却ＯＫと判定する。

次に、主制御装置１２はステップＳ８に進み、同じ冷媒配管内で冷却不足判定があるか否か、即ち、冷凍機３に冷媒配管７、８で接続された各オープンショーケース１のうちに冷却不足と判定されたものがあるか否か判断し、１台でも冷却不足と判定されたオープンショーケース１が存在する場合にはステップＳ１２に進んで低圧設定値を所定ステップ（例えば１ステップ）下げる旨のデータを冷凍機２の端末側制御装置１３に送信する。冷凍機２の端末側制御装置１３は主制御装置１２から送信された低圧設定値となるように圧縮機３の運転周波数を制御しているので、低圧設定値が下げられると（図５の低圧設定ＤＯＷＮ）、圧縮機３の運転周波数が下がり難くなり、各オープンショーケース１の冷却能力は向上することになる。

一方、ステップＳ８で否であった場合、ステップＳ９に進んで今度は同じ冷媒配管内で冷却しすぎの判定があるか否か、即ち、冷凍機３に冷媒配管７、８で接続された各オープンショーケース１のうちに冷却しすぎと判定されたものがあるか否か判断し、１台でも冷却しすぎと判定されたオープンショーケース１が存在する場合にはステップＳ１０に進んで低圧設定値を所定ステップ（例えば１ステップ）上げる旨のデータを冷凍機２の端末側制御装置１３に送信する。低圧設定値が上げられると（図５の低圧設定ＵＰ）、圧縮機３の運転周波数は下がり易くなるので、各オープンショーケース１の冷却能力は低減されることになる。

また、ステップＳ９で否であった場合、即ち、同じ冷媒配管内に冷却不足のオープンショーケース１も冷却しすぎのオープンショーケース１も無かった場合、主制御装置１２は低圧設定を維持する旨のデータを冷凍機２の端末側制御装置１３に送信し、ステップＳ１３で判定を終了する（図５の低圧設定ＫＥＥＰ）。これにより、圧縮機３の消費電力を削減しながら、各オープンショーケース１の冷却を支障無く実現し、冷凍装置Ｒの運転効率を改善することが可能となる。

以上詳述した如く、蒸発器９の冷媒過熱度が所定の目標過熱度となるように膨張弁１１の弁開度を制御する際に、陳列室２３への吹出冷気温度の設定温度を基準として複数の制御ゾーン１〜４を設定し、各制御ゾーン１〜４において目標過熱度を変更するようにしたので、陳列室２３への吹出冷気温度に基づいて膨張弁１１により蒸発器９の冷媒過熱度を調整し、蒸発器９の有効面積を変化させることが可能となる。

そして、設定温度に近い制御ゾーン程、目標過熱度を大きくするようにしたので、吹出冷気温度が設定温度に近づくにつれて蒸発器９の有効面積を小さくし、吹出冷気温度を設定温度に安定的に近づけていくことができるようになる。従って、膨張弁１１の弁開度制御及び陳列室２３への吹出冷気温度の双方が極めて安定化する。更に、吹出冷気温度が設定温度以下の制御ゾーン４となった場合には、膨張弁１１を全閉とするので、陳列室２３内の過冷却も確実に解消される。

また、冷媒回路の低圧圧力に基づき、所定の低圧設定値となるように圧縮機３の運転周波数を制御する際に、各制御ゾーン１〜４毎に所定の冷却レベル値「１」〜「５」を設定し、この冷却レベル値に基づいてオープンショーケース１の陳列室２３の冷却状態を判定し、この判定結果に基づいて低圧設定値を調整するようにしている。その際、冷却レベル値から同じ冷媒配管内で何れかのオープンショーケース１の陳列室２３の冷却状態が冷却不足と判定された場合は、低圧設定値を下げ、何れかのオープンショーケース１の陳列室２３の冷却状態が冷却しすぎであるものと判定した場合は、低圧設定値を上げ、そして、全てのオープンショーケース１の陳列室２３の冷却状態が冷却不足で無く、且つ、冷却しすぎでも無いと判定した場合は、低圧設定値を維持するようにしたので、各オープンショーケース１の陳列室２３の冷却状態に応じて適切に圧縮機３の運転周波数を制御し、各オープンショーケース１の陳列室２３の冷却不足を解消し、且つ、省エネルギーにも寄与した効率の良い運転を実現することができるようになる。

特に、主制御装置１２は各オープンショーケース１の冷却レベル値を複数回収集し、収集した各冷却レベル値の平均値に基づいて各オープンショーケース１の陳列室２３の冷却状態を判定するようにしているので、一時的な吹出冷気温度の変化による影響を除外し、低圧設定値による圧縮機３の運転周波数制御を安定化させることが可能となる。

尚、実施例では主制御装置１２と端末側制御装置１３から構築される冷凍装置Ｒで膨張弁１１の弁開度制御について説明したが、それに限らず、端末側制御装置１３が自らのオープンショーケース１の吹出冷気温度に基づいて自らの蒸発器９の目標過熱度を各制御ゾーン毎に変更し、膨張弁１１の弁開度を制御するようにしてもよい。

また、低圧設定値を変更するために各オープンショーケース１の陳列室２３の冷却状態を判定する冷却レベル値についても、実施例の数値に限らず、冷凍装置Ｒの規模や用途に応じ、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは云うまでもない。

Ｒ 冷凍装置
１ オープンショーケース
２ 冷凍機
３ 圧縮機
４ 放熱器
７、８ 冷媒配管
９ 蒸発器
１１ 膨張弁
１２ 主制御装置（制御手段）
１３ 端末側制御装置（制御手段）
１４ 低圧圧力センサ
２３ 陳列室
３６ 吹出温度センサ（吹出冷気温度検出手段）
４１ 入口温度センサ（蒸発器過熱度検出手段）
４２ 出口温度センサ（蒸発器過熱度検出手段）

Claims (8)

1. 商品を陳列する陳列室内に蒸発器と熱交換した冷気を吹き出して冷却するオープンショーケースにおいて、
   前記蒸発器の入口側に接続された膨張弁と、
   前記陳列室への吹出冷気温度を検出するための吹出冷気温度検出手段と、
   前記蒸発器の冷媒過熱度を検出するための蒸発器過熱度検出手段と、
   各検出手段の出力に基づいて前記膨張弁の弁開度を制御する制御手段とを備え、
   該制御手段は、前記蒸発器の冷媒過熱度が所定の目標過熱度となるように前記膨張弁の弁開度を制御すると共に、
   前記陳列室への吹出冷気温度の設定温度を基準として複数の制御ゾーンを設定し、各制御ゾーンにおいて前記目標過熱度を変更することを特徴とするオープンショーケース。
2. 前記制御手段は、前記設定温度に近い前記制御ゾーン程、前記目標過熱度を大きくすることを特徴とする請求項１に記載のオープンショーケース。
3. 前記制御手段は、前記吹出冷気温度が前記設定温度以下となった場合、前記膨張弁を全閉とすることを特徴とする請求項２に記載のオープンショーケース。
4. 請求項１乃至請求項３のうちの何れかのオープンショーケースを複数台備え、前記各オープンショーケースの蒸発器と所定の冷媒回路を構成する圧縮機を有した冷凍機から、前記各オープンショーケースの蒸発器に冷媒を供給する冷凍装置において、
   前記制御手段は、前記冷媒回路の低圧圧力に基づき、所定の低圧設定値となるように前記圧縮機の運転を制御すると共に、
   前記各制御ゾーン毎に所定の冷却レベル値を設定し、該冷却レベル値に基づいて前記オープンショーケースの陳列室の冷却状態を判定し、該判定結果に基づいて前記低圧設定値を調整することを特徴とする冷凍装置。
5. 前記制御手段は、前記冷却レベル値から前記オープンショーケースの陳列室の冷却状態が冷却不足と判定した場合、前記低圧設定値を下げることを特徴とする請求項４に記載の冷凍装置。
6. 前記制御手段は、前記冷却レベル値から前記オープンショーケースの陳列室の冷却状態が冷却しすぎであるものと判定した場合、前記低圧設定値を上げることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の冷凍装置。
7. 前記制御手段は、前記冷却レベル値から前記オープンショーケースの陳列室の冷却状態が冷却不足で無く、且つ、冷却しすぎでも無いと判定した場合、前記低圧設定値を維持することを特徴とする請求項４乃至請求項６のうちの何れかに記載の冷凍装置。
8. 前記制御手段は、複数回前記冷却レベル値を収集し、収集した各冷却レベル値の平均値に基づいて前記オープンショーケースの陳列室の冷却状態を判定することを特徴とする請求項４乃至請求項７のうちの何れかに記載の冷凍装置。

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