JP2015014440A - ショーケース冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二元冷凍サイクルを採用した場合の高段側及び低段側の各冷媒回路を安定的に運転し、冷凍効率の改善を図ったショーケース冷却装置を提供する。
【解決手段】高段側冷媒回路１２の蒸発器１１と低段側冷媒回路１８の放熱器１４とを交熱的にカスケード接続し、低段側冷媒回路の蒸発器により庫内を冷却する。主制御装置はショーケース３Ａ〜３Ｅの庫内温度と当該庫内温度の設定温度との偏差に基づくＰＩＤ演算により、高段側冷媒回路の冷媒の目標蒸発温度を決定し、高段側蒸発温度センサ２４が検出する蒸発温度と目標蒸発温度との偏差に基づくＰＩＤ演算により、高段側冷媒回路の圧縮機７の目標運転周波数を決定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、所謂二元冷凍サイクルを採用したショーケース冷却装置に関するものである。

従来よりコンビニエンスストア等の店舗内には複数台のショーケースが設置されている。各ショーケースの蒸発器には、店外等に設置された冷凍機の圧縮機から冷媒を分配して供給する方式（マルチ）や、ショーケース自体に圧縮機を内蔵して蒸発器に冷媒を供給する方式（シングル）があるが、特に庫内を冷凍温度に冷却するショーケースの場合には、所謂二元冷凍サイクルが採用される。

この二元冷凍サイクルでは、何れも圧縮機、凝縮器（放熱器）、減圧手段（過熱度調整手段）及び蒸発器から冷媒回路が構成された高段側冷媒回路と低段側冷媒回路を準備し、上記シングル方式では高段側冷媒回路の蒸発器と低段側冷媒回路の凝縮器（放熱器）とを交熱的にカスケード接続し、マルチ方式では高段側冷媒回路に複数の蒸発器を設けて、各ショーケースの低段側冷媒回路の凝縮器（放熱器）とカスケード接続する。そして、低段側冷媒回路の蒸発器でショーケースの庫内を冷却するものであった（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１８０８６６号公報

ここで、係る二元冷凍サイクルの場合、高段側冷媒回路と低段側冷媒回路の双方に圧縮機が存在するため、それらを最適に運転することが困難で、各冷媒回路の相互作用により運転周波数が大きく変動してしまう。即ち、各冷媒回路の高圧圧力が或る圧力値を境に急激に変化したり、高圧圧力が低圧圧力に連動してしまって、低圧圧力及び高圧圧力の双方が大きく変動し、それが低段側冷媒回路と高段側冷媒回路での変動に拡大し、熱交換効率が低下して消費電力が増大してしまう問題があった。

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、所謂二元冷凍サイクルを採用した場合の高段側及び低段側の各冷媒回路を安定的に運転し、冷凍効率の改善を図ったショーケース冷却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、請求項１の発明のショーケース冷却装置は、高段側冷媒回路と低段側冷媒回路とを備え、高段側冷媒回路の蒸発器と低段側冷媒回路の放熱器とを交熱的にカスケード接続し、低段側冷媒回路の蒸発器により庫内を冷却するものであって、ショーケースの庫内温度を検出する庫内温度センサと、高段側冷媒回路の蒸発器の入口における冷媒の蒸発温度を検出する高段側蒸発温度センサと、高段側冷媒回路の圧縮機の運転を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、ショーケースの庫内温度と当該庫内温度の設定温度との偏差に基づくＰＩＤ演算により、高段側冷媒回路の冷媒の目標蒸発温度を決定し、高段側蒸発温度センサが検出する蒸発温度と目標蒸発温度との偏差に基づくＰＩＤ演算により、高段側冷媒回路の圧縮機の目標運転周波数を決定することを特徴とする。

また、請求項２の発明のショーケース冷却装置は、高段側冷媒回路と複数台のショーケースにそれぞれ設けられた低段側冷媒回路とを備え、高段側冷媒回路の複数の蒸発器と各低段側冷媒回路の放熱器とをそれぞれ交熱的にカスケード接続し、各低段側冷媒回路の蒸発器により各ショーケースの庫内をそれぞれ冷却するものであって、各ショーケースの庫内温度をそれぞれ検出する庫内温度センサと、高段側冷媒回路の蒸発器の入口における冷媒の蒸発温度を検出する高段側蒸発温度センサと、高段側冷媒回路の圧縮機の運転を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、各ショーケースのうちの最も冷え難いショーケースの庫内温度と当該庫内温度の設定温度との偏差に基づくＰＩＤ演算により、高段側冷媒回路の冷媒の目標蒸発温度を決定し、高段側蒸発温度センサが検出する蒸発温度と目標蒸発温度との偏差に基づくＰＩＤ演算により、高段側冷媒回路の圧縮機の目標運転周波数を決定することを特徴とする。

請求項３の発明のショーケース冷却装置は、上記発明において各ショーケースは、低段側冷媒回路の蒸発器に流入する冷媒を絞り、当該蒸発器から出る冷媒の過熱度を目標過熱度に調整する過熱度調整手段を備え、制御手段は、最も冷え難いショーケースの目標過熱度を規定値として当該ショーケースの過熱度調整手段を制御すると共に、他のショーケースの庫内温度に基づいて当該ショーケースの目標過熱度を設定し、当該ショーケースの過熱度調整手段を制御することを特徴とする。

請求項４の発明のショーケース冷却装置は、上記発明において制御手段は、最も冷え難いショーケースの庫内の冷却状態を示す指標に応じ、当該冷却状態を改善する方向で、ＰＩＤ演算で算出する目標蒸発温度の変動範囲、及び／又は、温度帯を変更する最適化制御を実行すると共に、他のショーケースの庫内の冷却状態を示す指標に応じ、当該冷却状態を改善する方向で、ＰＩＤ演算で算出する高段側冷媒回路の圧縮機の運転周波数を補正することを特徴とする。

請求項５の発明のショーケース冷却装置は、上記各発明において制御手段は、所定のオイル回収運転、蒸発器の除霜運転、及び、扉開閉による外乱の何れかにより庫内温度が設定温度近傍にある安定状態から逸脱した場合、当該庫内温度が安定状態に復帰するまでＰＩＤ演算を中断すると共に、中断期間中は、中断する直前の値を庫内温度と設定温度との差に基づいて補正することにより、高段側冷媒回路の圧縮機の運転周波数を制御することを特徴とする。

請求項６の発明のショーケース冷却装置は、請求項１乃至請求項４の発明において低段側冷媒回路の蒸発器における冷媒の蒸発温度を検出する低段側蒸発温度センサを備え、制御手段は、所定のオイル回収運転、蒸発器の除霜運転、及び、扉開閉による外乱の何れかにより庫内温度が設定温度近傍にある安定状態から逸脱した場合、当該庫内温度が安定状態に復帰するまでＰＩＤ演算を中断すると共に、この中断期間中は、低段側蒸発温度センサが検出する蒸発温度に基づいて高段側冷媒回路の冷媒の目標蒸発温度を決定することを特徴とする。

請求項７の発明のショーケース冷却装置は、請求項５又は請求項６の発明において庫内温度センサは、ショーケースの扉側の庫内温度を検出する庫内扉側温度センサと、庫内奥部の温度を検出する庫内奥部温度センサとから構成され、各温度センサが検出する温度の差が拡大したことに基づいて外乱が発生したものと判断することを特徴とする。

請求項８の発明のショーケース冷却装置は、上記各発明において高段側冷媒回路の凝縮器を空冷する凝縮器ファンと、高段側冷媒回路の高圧圧力を検出する高圧圧力センサとを備え、制御手段は、高段側冷媒回路の高圧圧力と所定の目標高圧圧力との偏差に基づくＰＩＤ演算により凝縮器ファンの目標運転周波数を決定すると共に、この凝縮器ファンの運転周波数が所定の低い値に低下した場合、目標高圧圧力を低下させ、凝縮器ファンの運転周波数が所定の高い値に上昇した場合、目標高圧圧力を上昇させる高圧変動抑制制御を実行することを特徴とする。

本発明によれば、高段側冷媒回路と低段側冷媒回路とを備え、高段側冷媒回路の蒸発器と低段側冷媒回路の放熱器とを交熱的にカスケード接続し、低段側冷媒回路の蒸発器により庫内を冷却するショーケース冷却装置において、ショーケースの庫内温度を検出する庫内温度センサと、高段側冷媒回路の蒸発器の入口における冷媒の蒸発温度を検出する高段側蒸発温度センサと、高段側冷媒回路の圧縮機の運転を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、ショーケースの庫内温度と当該庫内温度の設定温度との偏差に基づくＰＩＤ演算により、高段側冷媒回路の冷媒の目標蒸発温度を決定し、高段側蒸発温度センサが検出する蒸発温度と目標蒸発温度との偏差に基づくＰＩＤ演算により、高段側冷媒回路の圧縮機の目標運転周波数を決定するようにしたので、低段側冷媒回路からの影響が比較的小さく、且つ、環境変動を的確に捉えることが可能な高段側冷媒回路の蒸発器の入口における冷媒の蒸発温度を用い、安定的に高段側冷媒回路及び低段側冷媒回路の圧縮機を運転してカスケード接続における最適な熱交換を実現することが可能となる。また、高段側及び低段側の各冷媒回路の運転状態の変動が抑えられることから、冷凍効率の向上を図ることが可能となる。

また、請求項２の発明の如く複数台のショーケースに低段側冷媒回路を設けて高段側冷媒回路とカスケード接続する場合、制御手段により各ショーケースのうちの最も冷え難いショーケースの庫内温度と当該庫内温度の設定温度との偏差に基づくＰＩＤ演算により、高段側冷媒回路の冷媒の目標蒸発温度を決定し、高段側蒸発温度センサが検出する蒸発温度と目標蒸発温度との偏差に基づくＰＩＤ演算により、高段側冷媒回路の圧縮機の目標運転周波数を決定するようにすれば、高段側冷媒回路の低圧圧力で高段側冷媒回路の圧縮機を制御する場合に比して、各ショーケースの低段側冷媒回路の動作の影響を受け難くなる。

これにより、高段側冷媒回路の圧縮機の運転状態の変動が抑制され、消費電力が低減される。一方で、各ショーケースのうち最も冷え難いショーケースの冷却は確実に行われることになるので、他のショーケースに対する過剰な高段側冷媒回路の圧縮機の能力によるエネルギーロスも解消される。これらにより、各冷媒回路の圧縮機における消費電力を抑制しながら、複数台のショーケースの全てを支障無く冷却することができるようになる。

また、請求項３の発明によれば、上記発明に加えて各ショーケースは、低段側冷媒回路の蒸発器に流入する冷媒を絞り、当該蒸発器から出る冷媒の過熱度を目標過熱度に調整する過熱度調整手段を備え、制御手段は、最も冷え難いショーケースの目標過熱度を規定値として当該ショーケースの過熱度調整手段を制御すると共に、他のショーケースの庫内温度に基づいて当該ショーケースの目標過熱度を設定し、当該ショーケースの過熱度調整手段を制御するようにすれば、最も冷え難いショーケースによる高段側冷媒回路の圧縮機の制御と他のショーケースの低段側冷媒回路の過熱度調整手段の制御による全てのショーケースの庫内温度制御を円滑に行うことが可能となる。また、低段側冷媒回路の圧縮機として運転周波数を制御しない定速型の圧縮機を使用することも可能となる。

このとき、請求項４の発明の如く制御手段が、最も冷え難いショーケースの庫内の冷却状態を示す指標に応じ、当該冷却状態を改善する方向で、ＰＩＤ演算で算出する目標蒸発温度の変動範囲、及び／又は、温度帯を変更する最適化制御を実行すると共に、他のショーケースの庫内の冷却状態を示す指標に応じ、当該冷却状態を改善する方向で、ＰＩＤ演算で算出する高段側冷媒回路の圧縮機の運転周波数を補正するようにすれば、環境条件の変動に対応しながら、最も冷え難いショーケースの庫内温度の変動を抑えて省エネ化を実現し、施工要因や環境要因による他のショーケースの冷却不良や冷却過剰の発生を抑制若しくは防止し、他のショーケースの良好な冷却制御も実現することが可能となる。

また、請求項５の発明の如く制御手段が、所定のオイル回収運転、蒸発器の除霜運転、及び、扉開閉による外乱の何れかにより庫内温度が設定温度近傍にある安定状態から逸脱した場合、当該庫内温度が安定状態に復帰するまでＰＩＤ演算を中断すると共に、中断期間中は、中断する直前の値を庫内温度と設定温度との差に基づいて補正することにより、高段側冷媒回路の圧縮機の運転周波数を制御し、或いは、中断期間中は、低段側蒸発温度センサが検出する蒸発温度に基づいて高段側冷媒回路の冷媒の目標蒸発温度を決定することにより、オイル回収運転や除霜運転、扉開閉による外乱によってショーケースの冷却状態が非安定状態となっているときにＰＩＤ演算を行って制御状態が大きく変動してしまう不都合を未然に回避することができるようになる。

この場合、請求項７の発明の如く庫内温度センサを、ショーケースの扉側の庫内温度を検出する庫内扉側温度センサと、庫内奥部の温度を検出する庫内奥部温度センサとから構成し、各温度センサが検出する温度の差が拡大したことに基づいて外乱が発生したものと判断するようにすれば、係る外乱の発生を的確に判定することが可能となる。

また、請求項８の発明の如く高段側冷媒回路の凝縮器を空冷する凝縮器ファンと、高段側冷媒回路の高圧圧力を検出する高圧圧力センサとを備え、制御手段が、高段側冷媒回路の高圧圧力と所定の目標高圧圧力との偏差に基づくＰＩＤ演算により凝縮器ファンの目標運転周波数を決定すると共に、この凝縮器ファンの運転周波数が所定の低い値に低下した場合、目標高圧圧力を低下させ、凝縮器ファンの運転周波数が所定の高い値に上昇した場合、目標高圧圧力を上昇させる高圧変動抑制制御を実行することにより、高圧圧力の値で凝縮器ファンの運転周波数を変更する場合に比して、高段側冷媒回路の高圧圧力の変動を効果的に抑制することが可能となる。

本発明を適用したマルチ接続の実施例のショーケース冷却装置の配管構成図である。 図１のショーケース冷却装置の冷媒回路図である。 図１のショーケース冷却装置の制御構成図である。 本発明を適用したシングル接続の実施例のショーケース冷却装置の冷媒回路図である。 図４のショーケース冷却装置の制御構成図である。 図３、図５の主制御装置による圧縮機運転周波数、電子膨張弁（液電磁弁）の制御ブロック図である。 図１のショーケース冷凍装置の各ショーケースの各制御設定値の規定値を示す図である。 図１のショーケース冷却装置の高段側冷媒回路の目標蒸発温度の初期値を説明する図である。 図１のショーケース冷却装置の高段側冷媒回路の目標蒸発温度の初期値を説明するもう一つの図である。 図１のショーケース冷却装置の高段側冷媒回路の目標蒸発温度の初期値を説明する更にもう一つの図である。 図１のショーケース冷却装置の高段側冷媒回路の圧縮機運転周波数の初期値を説明する図である。 図３、図５の主制御装置による最適化制御を説明する図である。 図１のショーケース冷却装置のショーケースのショーケースの庫内温度の変化を説明する図である。 図１のショーケース冷却装置のショーケースのショーケースの庫内温度、蒸発温度（吹出温度）の算出方法を説明する図である。 図１２の最適化制御による庫内温度の変化を示す図である。 図１２の最適化制御による庫内温度の変化を示すもう一つの図である。 図３、図５の主制御装置による高段側冷媒回路の圧縮機運転周波数の補正を説明する図である。 図３、図５の主制御装置による高段側冷媒回路の圧縮機運転周波数の補正を説明するもう一つの図である。 図３、図５の主制御装置によるオイル回収運転を説明する図である。 図１９のオイル回収運転における庫内温度と高段側冷媒回路の圧縮機運転周波数の変化を示す図である。 図３、図５の主制御装置により改善されたオイル回収運転における庫内温度と高段側冷媒回路の圧縮機運転周波数の変化を示す図である。 図２１における高段側冷媒回路の圧縮機運転周波数の決定方法を説明する図である。 プルダウン運転における庫内温度と高段側冷媒回路の圧縮機運転周波数の変化を示す図である。 図３、図５の主制御装置により改善されたプルダウン運転における庫内温度と高段側冷媒回路の圧縮機運転周波数の変化を示す図である。 図２４における高段側冷媒回路の圧縮機運転周波数の決定方法を説明する図である。 プルダウン運転における蒸発温度、高段側冷媒回路の圧縮機運転周波数、低段側冷媒回路の電子膨張弁開度の変化を示す図である。 図３、図５の主制御装置により改善されたプルダウン運転における蒸発温度、高段側冷媒回路の圧縮機運転周波数、低段側冷媒回路の電子膨張弁開度の変化を示す図である。 図２４における高段側冷媒回路の圧縮機運転周波数のもう一つの決定方法を説明する図である。 扉開閉による外乱時の蒸発温度、高段側冷媒回路の圧縮機運転周波数、低段側冷媒回路の電子膨張弁開度の変化を示す図である。 図３、図５の主制御装置により改善された外乱時の蒸発温度、高段側冷媒回路の圧縮機運転周波数、低段側冷媒回路の電子膨張弁開度の変化を示す図である。 図３０における高段側冷媒回路の圧縮機運転周波数の決定方法を説明する図である。 高段側冷媒回路の凝縮器ファンの一般的な制御を説明する図である。 図３、図５の主制御装置による高段側冷媒回路の凝縮器ファンの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。

（１）マルチ接続の例
図１は所謂マルチ接続の場合のショーケース冷却装置１の配管構成を示している。図１の配管構成図において、実施例のショーケース冷却装置１はコンビニエンスストア（店舗）の店内２に据え付けられた複数台のショーケース３Ａ〜３Ｅを冷却するものである。店外には各ショーケース３Ａ〜３Ｅと冷媒配管４、５により接続された冷凍機６が設置されており、これらショーケース３Ａ〜３Ｅと冷凍機６によって実施例のショーケース冷却装置１が構成されている。

尚、実施例のショーケース３Ａ〜３Ｃは何れも庫内（陳列室）を−２０℃等の冷凍温度に冷却する冷凍ショーケースであり、このうちショーケース３Ａ、３Ｂはガラス扉Ｇを備えたクローズドタイプのショーケース、ショーケース３Ｃは平型オープンショーケースである。ショーケース３Ｄ、３Ｅは庫内を＋５℃等の冷蔵温度に冷却する縦型オープンの冷蔵ショーケースである。

図２は図１のショーケース冷却装置１の冷媒回路を示している。本発明のショーケース冷却装置１は、運転周波数を可変制御可能な圧縮機７と、凝縮器（凝縮しない冷媒を使用する場合には放熱器）８と、過熱度調整手段（減圧手段）として機能する電動弁から成る電子膨張弁９と、並列接続された複数の蒸発器１１から成り、例えばＲ１３４ａ冷媒が封入された高段側冷媒回路１２と、圧縮機１３、放熱器（凝縮冷媒を使用する場合は凝縮器）１４、過熱度調整手段（減圧手段）として機能する電動弁から成る電子膨張弁１６と、蒸発器１７から成り、例えば二酸化炭素冷媒（ＣＯ₂冷媒）が封入された複数の低段側冷媒回路１８とから構成された二元冷凍サイクルで構成されている。

そして、高段側冷媒回路１２の圧縮機７、凝縮器８、電子膨張弁９と、凝縮器８を空冷する凝縮器ファン１９は冷凍機６に設置される。また、各低段側冷媒回路１８とそれに対応する高段側冷媒回路１２の各蒸発器１１と、低段側冷媒回路１８の蒸発器１７と熱交換した冷気を庫内に循環させる冷気循環ファン２１は各ショーケース３Ａ〜３Ｃにそれぞれ設置されている。高段側冷媒回路１２の各蒸発器１１の入口は冷媒配管４に接続され、それらの出口は冷媒配管５に接続されると共に、各ショーケース３Ａ〜３Ｃの低段側冷媒回路１８の放熱器１４とそれぞれ交熱的にカスケード接続され、それらでカスケード熱交換器２２をそれぞれ構成している。これらカスケード熱交換器２２は周囲から断熱されており、従って、このカスケード熱交換器２２を構成する低段側冷媒回路１８の放熱器１４は、温度的には最も安定していることになる。尚、ショーケース３Ｄ、３Ｅは冷蔵ショーケースであるため、高段側冷媒回路１２の蒸発器１１で庫内が冷却される。そのため、蒸発器１１と熱交換した冷気を庫内に循環させる同様の冷気循環ファン２１が設けられている（図２ではショーケース３Ｄと３Ｅの蒸発器１１を一つのみ示すが、実際には並列に二つ接続されている）。

また、各ショーケース３Ａ〜３Ｅにはそれらの庫内温度を検出する庫内温度センサ２３がそれぞれ設けられ、高段側冷媒回路１２の各蒸発器１１の入口には各蒸発器１１の入口における冷媒の蒸発温度を検出する高段側蒸発温度センサ２４が設けられている。蒸発器１１の入口における冷媒の蒸発温度は、カスケード熱交換器２２に入る直前であるので、低段側冷媒回路１８からの熱影響が比較的少なく、ショーケース冷却装置１（冷凍機６や各ショーケース３Ａ〜３Ｅ）が設置された環境の変動を的確に捉えることができる。また、各ショーケース３Ａ〜３Ｃの低段側冷媒回路１８の蒸発器１７には、冷媒の過熱度を検出するための低段側蒸発器入口温度センサ２６（低段側蒸発温度センサを兼ねる）と、低段側蒸発器出口温度センサ２７がそれぞれ設けられ（ショーケース３Ａのみ示す）、高段側冷媒回路１２の高圧側には高圧圧力を検出するための高圧圧力センサ２８が設けられている。

尚、実施例では低段側冷媒回路１８の過熱度調整手段として電子膨張弁１６を採用しているが、所謂機械式膨張弁と液電磁弁の組み合わせで過熱度調整手段を構成してもよい。

冷凍機６の高段側冷媒回路１２の圧縮機７が運転されると、圧縮されて高温高圧となったガス冷媒が凝縮器８に流入し、そこで凝縮器ファン１９により空冷されて凝縮する。凝縮器８で凝縮した冷媒（液冷媒）は、電子膨張弁９で絞られた後、冷媒配管４を経て店内２に至り、そこから各ショーケース３Ａ〜３Ｃのカスケード熱交換器２２の蒸発器１１及びショーケース３Ｄ、３Ｅの蒸発器１１に分配供給されて蒸発する。各蒸発器１１で蒸発した冷媒は冷媒配管５を経て冷凍機６に戻り、圧縮機７に吸い込まれる循環を繰り返す。

一方、各ショーケース３Ａ〜３Ｃの低段側冷媒回路１８の圧縮機１３が運転されると、圧縮されて超臨界高圧となったガス冷媒（二酸化炭素）はカスケード放熱器２２の放熱器１４に流入し、そこで高段側冷媒回路１２の蒸発器１１から冷却される。放熱器１４で超臨界の状態で冷却されたガス冷媒は、電子膨張弁１６で絞られる過程で一部が液化し、蒸発器１７に流入して蒸発する。この蒸発器１７と熱交換して冷却された冷気が冷気循環ファン２１により庫内に循環されて各ショーケース３Ａ〜３Ｃの庫内は冷凍温度に冷却される。そして、蒸発器１７から出た冷媒は圧縮機１３に吸い込まれる循環を繰り返す。尚、ショーケース３Ｄ、３Ｅでは蒸発器１１と熱交換した冷気が冷気循環ファン２１により庫内に循環されて冷蔵温度に冷却される。

次に、図３はショーケース冷却装置１の制御構成を示している。この図において３３はストアマスタと称される主制御装置である。この主制御装置３３は店舗の管理室等に設置されて冷凍機６及び各ショーケース３Ａ〜３Ｅの運転を集中制御するものである。冷凍機６及び各ショーケース３Ａ〜３Ｅにも冷凍機制御装置３４、ショーケース制御装置３６がそれぞれ設けられ、それらは通信線３７により主制御装置３３に接続されている。主制御装置３３、冷凍機制御装置３４、ショーケース制御装置３６は何れもマイクロコンピュータから構成されており、これらが実施例のショーケース冷却装置１の制御手段を構成する。

各ショーケース制御装置３６には例えば１０１〜１０５までの個別の識別番号（ＩＤ）が付与され、冷凍機制御装置３４には３０１の識別番号（ＩＤ）が付与されている。主制御装置３３はこれらのＩＤで各ショーケース制御装置３６、冷凍機制御装置３４を識別し、各ショーケース制御装置３６からは当該ショーケース３Ａ〜３Ｅの庫内温度、蒸発温度、過熱度に関するデータ等を受信する。そして、主制御装置３３からは各ショーケース３Ａ〜３Ｅのショーケース制御装置３６に低段側冷媒回路１８の電子膨張弁１６の開閉指示に関するデータ等（ショーケース３Ａ〜３Ｃの場合）が送信されると共に、冷凍機６の冷凍機制御装置３４には高段側冷媒回路１２の目標低圧圧力や圧縮機７の目標運転周波数等の目標値指示に関するデータ等が送信される。

また、主制御装置３３には温度／湿度センサ３８が接続されている。この温度／湿度センサ３８は店内２の温度／湿度を検出する。主制御装置３３は温度／湿度センサ３８が検出した店内２の温度／湿度データに基づいて店内２のエンタルピを算出し、各低段側冷媒回路１８の目標低圧圧力を設定する。尚、係る方法によらず、予め決定した値に基づいて目標低圧圧力を設定するようにしてもよい。

尚、この目標低圧圧力は、全てのショーケース３Ａ〜３Ｅを十分冷却可能な値に設定されるものである。また、主制御装置３３では各ショーケース３Ａ〜３Ｅの庫内温度の設定温度を入力可能とされ、各ショーケース３Ａ〜３Ｅの庫内温度等のデータも確認可能とされており、これにより、主制御装置３３を用いた店舗におけるショーケース３Ａ〜３Ｅの集中管理を実現している。

（２）シングル接続の例
また、図４の左側は上記の実施例のように冷凍機６から各ショーケース３Ａ〜３Ｃのカスケード熱交換器２２の蒸発器１１に冷媒を分配供給するマルチ接続では無く、各ショーケース３Ａ〜３Ｃが高段側冷媒回路１２とそれとカスケード接続された低段側冷媒回路１８の二元冷凍サイクルを有する場合を示し、右側は低段側冷媒回路１８が二台設けられて一台のショーケースの二つの庫内をそれぞれ冷却する場合の冷媒回路を示している。

また、図５はその場合の制御構成を示している。尚、各図において図１〜図３と同一符号は同一又は同様の機能を示すものであり、冷媒循環は個々のショーケースにおいて前述と同様に行われる。また、この場合の主制御装置３３は各ショーケース３Ａ〜３Ｃの高段側冷媒回路１２と低段側冷媒回路１８の運転指示データを各ショーケース制御装置３６に送信して同様に集中管理するものである。

（３）基本的な制御
上記の如き構成で、次に前記マルチ接続の場合を実施例としてショーケース冷却装置１の基本的な動作を説明する。先ず、主制御装置３３は各ショーケース制御装置３６から受信した庫内温度（庫内温度センサ２３が検出）を常時監視しており、各ショーケース３Ａ〜３Ｃの庫内温度の設定温度と比較して、それらの冷え具合を監視している。そして、各ショーケース３Ａ〜３Ｃのうち、最も冷え難いショーケースを判別している。尚、ショーケース３Ｄ、３Ｅについては通常の庫内温度制御を実施するものとする。

例えば、他のショーケースに比してショーケース３Ｃの電子膨張弁１６の弁開度が継続して大きい状態であるにも拘わらず、その庫内温度が設定温度になるまでの長時間を要し、或いは、庫内温度が設定温度以上となる状態が長く続いている場合等には、主制御装置３３がショーケース３Ｃを最も冷え難いショーケースとして決定する。尚、このように一台のショーケースに限らず、二台のショーケースの場合もある。

このようにショーケース３Ｃを最も冷え難いショーケースとして決定された場合、主制御装置３３はショーケース３Ｃのショーケース制御装置３６に指示を送信して低段側冷媒回路１８の電子膨張弁１６の弁開度を、蒸発器１７の過熱度が規定値（例えば１０Ｋ）となるように制御する。また、主制御装置３３は最も冷え難いショーケース３Ｃの庫内温度に基づいて高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転周波数（停止を含む）を制御する。

その場合の具体的な制御方式を図６に基づいて説明する。先ず、主制御装置３３はショーケース３Ｃの庫内温度センサ２３が検出する庫内温度と設定温度（目標値）とを比較し、それらの偏差ｅ１をＰＩＤ演算部４１でＰＩＤ演算することでこの場合の操作量としての目標蒸発温度を決定する。この目標蒸発温度とは、高段側冷媒回路１２の蒸発器１１の入口における冷媒の蒸発温度の目標値である。

次に、高段側蒸発温度センサ２４が検出する高段側冷媒回路１２の蒸発器１１の入口における冷媒の蒸発温度とこの目標蒸発温度とを比較し、それらの偏差ｅ２をＰＩＤ演算部４２でＰＩＤ演算することで高段側冷媒回路１２の圧縮機７の目標運転周波数（操作量）を決定する。

決定された目標運転周波数は主制御装置３３から冷凍機６の冷凍機制御装置３４に指示される。冷凍機制御装置３４は受信した目標運運転周波数となるように高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転周波数を制御する。ここで、圧縮機７の運転周波数の変更により蒸発器１１における冷却効果が変化した場合、ショーケース３Ｃの庫内温度の変化は緩やかであるが、蒸発器１１における蒸発温度の変化は急峻となる。そのため、実施例のように変化が緩やかな庫内温度と変化が急峻な蒸発温度とを層別してＰＩＤ演算部４１、４２にてそれぞれのＰＩＤ演算を行えば、高段側冷媒回路１２の圧縮機７からショーケース３Ｃのカスケード熱交換器２２の蒸発器１１への冷媒供給のタイムラグが少なくなる。

一方、ショーケース３Ｃよりも冷え易い他のショーケース３Ａ、３Ｂについて主制御装置３３は、各ショーケース３Ａ、３Ｂの庫内温度センサ２３が検出する庫内温度と設定温度に基づいて目標過熱度を決定する。この目標過熱度の決定に際しても、主制御装置３３は同様に図６のＰＩＤ演算を行う。但し、この場合のＰＩＤ演算部４２の操作量となるものは当該ショーケース３Ａ、３Ｂの目標過熱度となる。即ち、庫内温度が設定温度よりも高い場合には目標過熱度は小さくなり、低い場合には大きくなる。

主制御装置３３は各ショーケース３Ａ、３Ｂの蒸発器１７の過熱度が、決定した目標過熱度となるように電子膨張弁１６の目標弁開度を決定する。主制御装置３３は決定した各ショーケース３Ａ、３Ｂに関する目標弁開度に基づいて電子膨張弁１６の弁開度に関する指示を各ショーケース制御装置３６に送信する。ショーケース制御装置３６は受信した目標弁開度に基づいて電子膨張弁１６の弁開度を制御する。これにより、ショーケース３Ａ、３Ｂの庫内温度を設定温度に制御する。

このように、主制御装置３３が最も冷え難いショーケース３Ｃの低段側冷媒回路１８の蒸発器１７の目標過熱度を規定値として当該ショーケース３Ｃの電子膨張弁１６の弁開度を制御し、且つ、当該ショーケース３Ｃの庫内温度に基づいて高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転を制御すると共に、他のショーケース３Ａ、３Ｂの庫内温度に基づいて当該ショーケース３Ａ、３Ｂの目標過熱度を設定し、当該ショーケース３Ａ、３Ｂの電子膨張弁１６の弁開度を制御することにより、最も冷え難いショーケース３Ｃによる高段側冷媒回路１２の圧縮機７の制御と他のショーケース３Ａ、３Ｂの電子膨張弁１６の制御による全てのショーケース３Ａ〜３Ｃの庫内温度制御を円滑に行うことが可能となる。これにより、前述した温度／湿度センサ３８による店内エンタルピに基づいた目標低圧圧力の設定制御が不要となる効果もある。

尚、前述した如く主制御装置３３は、各ショーケース３Ａ〜３Ｃの冷却状態を常に監視し、そのうち最も冷え難いショーケースを判別している。そして、現在その庫内温度に基づいて高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転周波数を制御しているショーケース３Ｃより冷え難い他のショーケースが存在する場合は、当該他のショーケースを最も冷え難いショーケースに決定し、その庫内温度に基づいて高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転を制御する状態に切り換える。これにより、各ショーケース３Ａ〜３Ｃの陳列商品（負荷）の量や環境の変化等によって最も冷え難いショーケースに入れ替わりが生じた場合にも、支障無く運転状態を切り換えることが可能となる。

但し、主制御装置３３は上記のような最も冷え難いショーケースの判別を、各ショーケース３Ａ〜３Ｃの庫内温度が安定しているときのみ実行する。即ち、各ショーケース３Ａ〜３Ｃの除霜（一日に４回実行）中やプルダウン運転中には係る最も冷え難いショーケースの判別を行なわず、除霜前の制御状態を維持する。これにより、誤判定の発生を回避する。尚、図４、図５のシングル接続の場合は、当該ショーケースの庫内温度に基づいて低段側冷媒回路１８の圧縮機１３の運転を制御することになる（以下、同じ）。

このように主制御装置３３は、ショーケース３Ｃの庫内温度と設定温度との偏差ｅ１に基づくＰＩＤ演算により、高段側冷媒回路１２の冷媒の目標蒸発温度を決定し、高段側蒸発温度センサ２４が検出する蒸発器１１の入口における冷媒の蒸発温度と目標蒸発温度との偏差ｅ２に基づくＰＩＤ演算により、高段側冷媒回路１２の圧縮機７の目標運転周波数を決定するようにしたので、低段側冷媒回路１８からの影響が比較的小さく、且つ、環境変動を的確に捉えることが可能な高段側冷媒回路１２の蒸発器１１における冷媒の蒸発温度を用い、安定的に高段側冷媒回路１２及び低段側冷媒回路１８の圧縮機７、１３を運転してカスケード接続における最適な熱交換を実現することが可能となる。また、高段側及び低段側の各冷媒回路１２、１８の運転状態の変動が抑えられることから、冷凍効率の向上を図ることが可能となる。

特に、マルチ接続の場合、主制御装置３３により各ショーケース３Ａ〜３Ｃのうちの最も冷え難いショーケースの庫内温度と設定温度との偏差ｅ１に基づくＰＩＤ演算により、高段側冷媒回路１２の冷媒の目標蒸発温度を決定し、高段側蒸発温度センサ２４が検出する蒸発器１１の入口における冷媒の蒸発温度と目標蒸発温度との偏差ｅ２に基づくＰＩＤ演算により、高段側冷媒回路１２の圧縮機７の目標運転周波数を決定するので、高段側冷媒回路１２の低圧圧力で高段側冷媒回路１２の圧縮機７を制御する場合に比して、各ショーケース３Ａ〜３Ｃの低段側冷媒回路１８の動作の影響を受け難くなる。

これにより、高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転状態の変動が抑制され、消費電力が低減される。一方で、各ショーケースのうち最も冷え難いショーケースの冷却は確実に行われることになるので、他のショーケースに対する過剰な高段側冷媒回路１２の圧縮機７の能力によるエネルギーロスも解消される。これらにより、各冷媒回路１２、１８の圧縮機７、１３における消費電力を抑制しながら、複数台のショーケース３Ａ〜３Ｃの全てを支障無く冷却することができるようになる。

（４）主制御装置３３による最も冷え難いショーケース３Ｃの冷却の最適化制御
次に、上記各実施例で主制御装置３３が行う前記最も冷え難いショーケース３Ｃの冷却の最適化制御について、図７〜図１６を参照して説明する。

（４−１）各既定値及び初期値
図７には図１の各ショーケース３Ａ〜３Ｅの各制御設定値の規定値を示す。各ショーケース３Ａ〜３Ｅの蒸発器１７における冷媒の過熱度の既定値である過熱度制御基本値、過熱度制御の上限値、過熱度制御の下限値は、それぞれ１０Ｋ、１５Ｋ、５Ｋであり、上限値、下限値は２０Ｋ、１０Ｋの場合もある。

次に、図８は主制御装置３３が決定する高段側冷媒回路１２の蒸発器１１における冷媒の目標蒸発温度の初期値の一例を示している。この場合は季節で初期値を決定するもので、夏期（カレンダ日付６月１６日〜９月１５日、店外温度（外気温度）＋２８℃）の目標蒸発温度の初期値は、前記電子膨張弁９を用いた場合には−４．０℃〜−３．０℃、液電磁弁と機械式膨張弁を用いた場合には−７．０℃〜−６．０℃とされ、冬期（カレンダ日付１２月１６日〜３月１５日、店外温度＋８℃）の目標蒸発温度の初期値は、前記電子膨張弁９を用いた場合には−０．０℃〜＋１．０℃、液電磁弁と機械式膨張弁を用いた場合には−３．０℃〜−２．０℃とされる。

また、それ以外の中間期（カレンダ日付３月１６日〜６月１５日、９月１６日〜１２月１５日、店外温度＋１８℃）の目標蒸発温度の初期値は、前記電子膨張弁９を用いた場合には−２．０℃〜−１．０℃、液電磁弁と機械式膨張弁を用いた場合には−５．０℃〜−４．０℃とされる。即ち、液電磁弁と機械式膨張弁を用いる場合には蒸発温度を低めに設定する。

尚、目標蒸発温度の初期値の決定方法についてはこれ以外に、図９に示すように直線近似で数式化したものから店外温度に基づいて求めても良い。この場合、Ｌ１が電子膨張弁９を用いた場合、Ｌ２が液電磁弁と機械式膨張弁を用いた場合となる。

また、それ以外にも図１０に示すように店外温度（圧縮機がショーケースに内蔵されて内蔵型の場合にはショーケース周囲の店内の温度）と目標蒸発温度のデータテーブルを作成しておいて、店外温度に基づき、データテーブルから目標蒸発温度を抽出するようにしてもよい。この場合、例えば店外温度＋２９℃のときは、電子膨張弁９を用いた場合は−４．０℃〜−３．０℃、液電磁弁と機械式膨張弁を用いた場合は−７．０℃〜−６．０℃が抽出され、店外温度＋１８℃のときは、電子膨張弁９を用いた場合は−２．０℃〜−１．０℃、液電磁弁と機械式膨張弁を用いた場合は−５．０℃〜−４．０℃が抽出されることになる。

また、図１１は高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転周波数の初期値を直線近似で数式化したものを示しており、外気温度から抽出する。この場合はＬ１が電子膨張弁９を用いた場合、Ｌ２が液電磁弁と機械式膨張弁を用いた場合である。

（４−２）最も冷え難いショーケース３Ｃの冷却の最適化制御
主制御装置３３は以上のように各既定値及び初期値を設定して前述した各実施例の制御を開始するものであるが、制御を開始した後は、図１２に示す判定方法に基づいて最も冷え難いショーケース３Ｃの冷却の最適化制御を実行する。図１２の条件Ｉ〜条件ＩＶは、ショーケース３Ｃの庫内の冷却状態を示す指標である（尚、図１２の各条件は、全て用いなくとも、それらの何れか、又は、組み合わせでもよい）。即ち、条件Ｉはショーケース３Ｃの庫内温度とその設定温度との差分（庫内温度−設定温度）であり、差分が＋１．０Ｋ以上のときは庫内温度は「高い」、＋１．０Ｋ未満−１．０Ｋ以上のときは庫内温度は「適温」、−１．０Ｋ未満のときは庫内温度は「低い」と判定する。

ここで、各ショーケース３Ａ〜３Ｅの庫内温度センサ２３が検出する庫内温度は除霜（温度上昇）−プルダウン運転（温度低下）−安定状態（サイクル運転）に渡って図１３に示すような変化を示す（図１３では例えば四台分を示している）。前述したように除霜は一日に４回行われるので、この除霜から次回の除霜までの６時間が１周期となる。

また、最も冷え難いショーケース３Ｃのサイクル運転中（安定状態）、庫内温度や蒸発器１１、１７の冷媒の蒸発温度は、一つの庫内に蒸発器１７が一つある場合では図１４の上段に示すように平均と最大値、最小値が決められる。図１２の条件Ｉでの庫内温度はこのうちの平均を用いる。但し、一つの庫内に蒸発器１７が二つある場合の蒸発温度は、図１４の中段に示すように平均と最大値（高い方）、最小値（低い方）が決められる。

尚、図１４の下段は冷え易い他のショーケース３Ａ、３Ｂのサイクル運転中（安定状態）の庫内温度、蒸発温度の平均と最大値、最小値の決定方法を示しており、各ショーケース３Ａ、３Ｂのうちの最も高いものが最大値、最も低いものが最小値、全ての平均値が平均とされるものとする。

次に、図１２の条件ＩＩは庫内温度の変動幅であり、最も冷え難いショーケース３Ｃの庫内温度の最大値−最小値で算出される。そして、庫内温度の変動幅が１．０Ｋ以上のときは「大きい」、変動幅が１．０Ｋ未満のときには「小さい」と判定する。

次に、図１２の条件ＩＩＩは蒸発温度の差分であり、最も冷え難いショーケース３Ｃの蒸発温度とその設定温度（目標蒸発温度）の差分（蒸発温度−設定温度）で算出される。そして、蒸発温度の差分が１．０Ｋ以上のときは蒸発温度は「高い」、＋１．０Ｋ未満−１．０Ｋ以上のときは蒸発温度は「適温」、−１．０Ｋ未満のときは蒸発温度は「低い」と判定する。

次に、図１２の条件ＩＶは蒸発温度の変動幅であり、最も冷え難いショーケース３Ｃの蒸発温度の最大値−最小値で算出される。そして、蒸発温度の変動幅が２．０Ｋ以上のときは「大きい」、変動幅が２．０Ｋ未満のときには「小さい」と判定する。

そして、主制御装置３３は前記１周期中のプルダウン運転後の安定状態において測定された庫内温度や蒸発温度等に基づき、これら条件Ｉ〜ＩＶの判断を行う。この判断項目ｉは冷却状態であり、不足／適度／過剰の三段階で判断する。判断項目ｉｉは圧縮機７の運転／停止の断続動作であり、多い／あり／まれ／なしの四段階で判断する。判断項目ｉｉｉは制御状態であり、安定／変動の二種類で判断する。判断項目ｉｖは変動影響であり、大／中／小の三段階で判断する。この判断結果に基づいて、次回の１周期での図６のＰＩＤ演算部４１でのＰＩＤ演算で算出する目標蒸発温度（操作量：ＰＩＤ値）の上限と下限を変更する。

例えば、最も冷え難いショーケース３Ｃにおいて、条件Ｉの庫内温度差分が「高い」、条件ＩＩの庫内温度変動幅が「大きい」、条件ＩＩＩの蒸発温度差分が「高い」、条件ＩＶの蒸発温度変動幅が「大きい」場合、主制御装置３３は判断項目ｉの冷却状態が「不足」、判断項目ｉｉの断続動作が「多い」、判断項目ｉｉｉは安定状態、判断項目ｉｖの変動影響は「大」であり、「温度帯高い」、「温度帯の範囲広い」と判断し、高段側冷媒回路１２の目標蒸発温度（操作量）の上限を−１．０Ｋし（１．０Ｋ下げる）、下限も−１．０Ｋする（１．０Ｋ下げる）。

即ち、最も冷え難いショーケース３Ｃの庫内温度が高く、庫内温度の変動幅も大きく、蒸発温度も高く、蒸発温度の変動幅も大きい場合、温度帯が高く、温度帯の範囲は広いと判断する。そして、この場合は温度帯が高いことが問題であるので、商品の品質劣化を防止するため、目標蒸発温度の温度帯を１．０Ｋ低下（大きく平行移動）させる。これにより、ショーケース３Ｃの庫内の冷却能力を大きく増大させて庫内温度を低下させ、設定温度に近づけて商品の品質劣化の防止を図る。この様子が図１５に示される。図１５の左側の１周期で測定した庫内温度や蒸発温度に基づき、次回の１周期における庫内温度の温度帯が低下（平行移動）していることが分かる。

一方、条件Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩが上記と同じで条件ＩＶの蒸発温度変動幅が「小さい」場合、主制御装置３３は判断項目ｉの冷却状態が「不足」、判断項目ｉｉの断続動作が「あり」、判断項目ｉｉｉは安定状態、判断項目ｉｖの変動影響は「中」であり、「温度帯下限が高い」、「温度帯の範囲狭い」と判断し、目標蒸発温度（操作量）の上限を維持、下限も−１．０Ｋする（１．０Ｋ下げる）。

即ち、最も冷え難いショーケース３Ｃの庫内温度が高く、庫内温度の変動幅も大きく、蒸発温度も高く、蒸発温度の変動幅は小さい場合、温度帯の下限が高く、温度帯の範囲が狭いと判断して目標蒸発温度の上限を維持したまま、下限を１．０Ｋ低下（範囲を下に大きく拡大）させる。これにより、蒸発温度がより低下するように変動範囲を拡大することで、ショーケース３Ｃの庫内の冷却不足状態を改善する。

また、ショーケース３Ｃにおいて、条件Ｉの庫内温度差分が「高い」、条件ＩＩの庫内温度変動幅が「小さい」、条件ＩＩＩの蒸発温度差分が「高い」、条件ＩＶの蒸発温度変動幅が「大きい」場合、主制御装置３３は判断項目ｉの冷却状態が「不足」、判断項目ｉｉの断続動作が「まれ」、判断項目ｉｉｉは安定状態、判断項目ｉｖの変動影響は「小」であり、「温度帯高い」、「温度帯の範囲広い」と判断し、目標蒸発温度（操作量）の上限を−０．５Ｋし（０．５Ｋ下げる）、下限も−０．５Ｋする（０．５Ｋ下げる）。

即ち、最も冷え難いショーケース３Ｃの庫内温度が高く、庫内温度の変動幅は小さく、蒸発温度が高く、蒸発温度の変動幅が大きい場合、温度帯が高く、温度帯の範囲も広いと判断するが、この場合は変動影響が小さいので前述よりは小さく目標蒸発温度の温度帯を０．５Ｋ低下（小さく平行移動）させる。これにより、ショーケース３Ｃの庫内の冷却能力を増大させ、庫内温度を低下させて設定温度に近づけ、商品の品質劣化防止を図る。

また、条件Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩが上記と同じで条件ＩＶの蒸発温度変動幅が「小さい」場合、主制御装置３３は判断項目ｉの冷却状態が「不足」、判断項目ｉｉの断続動作が「なし」、判断項目ｉｉｉは安定状態、判断項目ｉｖの変動影響は「小」であり、「温度帯下限が高い」、「温度帯の範囲狭い」と判断し、目標蒸発温度（操作量）の上限を維持、下限を−０．５Ｋする（０．５Ｋ下げる）。

即ち、最も冷え難いショーケース３Ｃの庫内温度が高く、庫内温度の変動幅が小さく、蒸発温度が高く、蒸発温度の変動幅が小さい場合、温度帯の下限が高く、温度帯の範囲が狭いと判断して目標蒸発温度の上限を維持したまま、下限をこの場合は前述より小さく０．５Ｋ低下（従って範囲は下に小さく拡大）させる。これにより、蒸発温度がより小さく低下するように変動範囲を小さく拡大することで、ショーケース３Ｃの庫内の冷却不足状態を改善する。

また、最も冷え難いショーケース３Ｃにおいて、条件Ｉの庫内温度差分が「適温」、条件ＩＩの庫内温度変動幅が「大きい」、条件ＩＩＩの蒸発温度差分が「適温」、条件ＩＶの蒸発温度変動幅が「大きい」場合、主制御装置３３は判断項目ｉの冷却状態が「適度」、判断項目ｉｉの断続動作が「あり」、判断項目ｉｉｉは安定状態、判断項目ｉｖの変動影響は「中」であり、「温度帯不明」、「温度帯の範囲広い」と判断し、目標蒸発温度（操作量）の上限を−１．０Ｋし（１．０Ｋ下げる）、下限は＋１．０Ｋする（１．０Ｋ上げる）。

即ち、最も冷え難いショーケース３Ｃの庫内温度が適温で、庫内温度の変動幅は大きく、蒸発温度も適温で、蒸発温度の変動幅も大きい場合、温度帯不明、温度帯の範囲は広いと判断して目標蒸発温度の変動範囲を２．０Ｋ狭める（大きく狭める）。これにより、目標蒸発温度の変動範囲を大きく狭め、ショーケース３Ｃの庫内の温度変動の縮小を図る。この様子が図１６に示される。図１６の左側の１周期で測定した庫内温度や蒸発温度に基づき、次回の１周期における庫内温度の変動が狭められている（変動範囲縮小）していることが分かる。

一方、条件Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩが上記と同じで条件ＩＶの蒸発温度変動幅が「小さい」場合、主制御装置３３は判断項目ｉの冷却状態が「適度」、判断項目ｉｉの断続動作が「まれ」、判断項目ｉｉｉは安定状態、判断項目ｉｖの変動影響は「小」であり、「温度帯適温」、「温度帯の範囲狭い」と判断し、目標蒸発温度（操作量）の上限を−０．５Ｋ（０．５Ｋ下げる）し、下限は＋０．５Ｋする（０．５Ｋ上げる）。

即ち、最も冷え難いショーケース３Ｃの庫内温度が適温で、庫内温度の変動幅は大きく、蒸発温度も適温で、蒸発温度の変動幅は小さい場合、温度帯は適温で、温度帯の範囲が狭いと判断して目標蒸発温度の変動範囲を１．０Ｋ狭める（小さく狭める）。これにより、目標蒸発温度の変動範囲を小さく狭め、ショーケース３Ｃの庫内の温度変動の縮小を図る。

また、ショーケース３Ｃにおいて、条件Ｉの庫内温度差分が「適温」、条件ＩＩの庫内温度変動幅が「小さい」、条件ＩＩＩの蒸発温度差分が「適温」、条件ＩＶの蒸発温度変動幅が「大きい」場合、主制御装置３３は判断項目ｉの冷却状態が「適度」、判断項目ｉｉの断続動作が「なし」、判断項目ｉｉｉは安定状態、判断項目ｉｖの変動影響は「小」であり、「温度帯適温」、「温度帯の範囲広い」と判断し、目標蒸発温度（操作量）の上限を−０．５Ｋ（０．５Ｋ下げる）し、下限は＋０．５Ｋする（０．５Ｋ上げる）。

即ち、最も冷え難いショーケース３Ｃの庫内温度が適温で、庫内温度の変動幅は小さく、蒸発温度も適温で、蒸発温度の変動幅は大きい場合も、温度帯は適温で、温度帯の範囲が狭いと判断して目標蒸発温度の変動範囲を１．０Ｋ狭める（小さく狭める）。これにより、目標蒸発温度の変動範囲を小さく狭め、ショーケース３Ｃの庫内の温度変動の縮小を図る。

また、条件Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩが上記と同じで条件ＩＶの蒸発温度変動幅が「小さい」場合、主制御装置３３は判断項目ｉの冷却状態が「適度」、判断項目ｉｉの断続動作が「なし」、判断項目ｉｉｉは安定状態、判断項目ｉｖの変動影響は「小」であり、「温度帯適温」、「温度帯の範囲狭い」と判断し、目標蒸発温度（操作量）の上限を−０．１Ｋ（０．１Ｋ下げる）し、下限は＋０．１Ｋする（０．１Ｋ上げる）。

即ち、最も冷え難いショーケース３Ｃの庫内温度が適温で、庫内温度の変動幅は小さく、蒸発温度も適温で、蒸発温度の変動幅は小さい場合、温度帯は適温で、温度帯の範囲が狭いと判断して目標蒸発温度の変動範囲を０．２Ｋ狭める（少許狭める）。これにより、目標蒸発温度の変動範囲を少許狭め、ショーケース３Ｃの庫内の温度変動の縮小を図る。

このように、庫内温度の差分の判断が「適温」であるときは、主制御装置３３は目標蒸発温度（操作量）の変動範囲を狭くする方向で最適化制御を実行することにより、庫内温度の変動による消費電力の増大を防止する方向で制御する。

また、最も冷え難いショーケース３Ｃにおいて、条件Ｉの庫内温度差分が「低い」、条件ＩＩの庫内温度変動幅が「大きい」、条件ＩＩＩの蒸発温度差分が「低い」、条件ＩＶの蒸発温度変動幅が「大きい」場合、主制御装置３３は判断項目ｉの冷却状態が「過剰」、判断項目ｉｉの断続動作が「多い」、判断項目ｉｉｉは安定状態、判断項目ｉｖの変動影響は「大」であり、「温度帯低い」、「温度帯の範囲広い」と判断し、目標蒸発温度（操作量）の上限を＋１．０Ｋし（１．０Ｋ上げる）、下限も＋１．０Ｋする（１．０Ｋ上げる）。

即ち、最も冷え難いショーケース３Ｃの庫内温度が低く、庫内温度の変動幅が大きく、蒸発温度も低く、蒸発温度の変動幅も大きい場合、温度帯が低く、温度帯の範囲が広いと判断して目標蒸発温度の温度帯を１．０Ｋ上昇（大きく平行移動）させる。この場合は庫内が過剰に冷却されているので、商品品質の維持と消費電力削減の目的で目標蒸発温度の温度帯を大きく上昇させる。これにより、ショーケース３Ｃの庫内の冷却能力を大きく減少させて庫内温度を上昇させ、設定温度に近づけて冷却過剰状態の解消を図る。

一方、条件Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩが上記と同じで条件ＩＶの蒸発温度変動幅が「小さい」場合、主制御装置３３は判断項目ｉの冷却状態が「過剰」、判断項目ｉｉの断続動作が「あり」、判断項目ｉｉｉは安定状態、判断項目ｉｖの変動影響は「中」であり、「温度帯上限が低い」、「温度帯の範囲狭い」と判断し、目標蒸発温度（操作量）の上限を＋１．０Ｋし（１．０Ｋ上げる）、下限は維持する。

即ち、最も冷え難いショーケース３Ｃの庫内温度が低く、庫内温度の変動幅が大きく、蒸発温度も低く、蒸発温度の変動幅は小さい場合、温度帯の上限が低く、温度帯の範囲が狭いと判断して目標蒸発温度の下限を維持したまま、上限を１．０Ｋ上昇（従って範囲は上に大きく拡大）させる。これにより、蒸発温度がより上昇するように変動範囲を拡大し、ショーケース３Ｃの庫内の冷却過剰状態を改善する。

また、ショーケース３Ｃにおいて、条件Ｉの庫内温度差分が「低い」、条件ＩＩの庫内温度変動幅が「小さい」、条件ＩＩＩの蒸発温度差分が「低い」、条件ＩＶの蒸発温度変動幅が「大きい」場合、主制御装置３３は判断項目ｉの冷却状態が「過剰」、判断項目ｉｉの断続動作が「まれ」、判断項目ｉｉｉは安定状態、判断項目ｉｖの変動影響は「小」であり、「温度帯低い」、「温度帯の範囲広い」と判断し、目標蒸発温度（操作量）の上限を＋０．５Ｋし（０．５Ｋ上げる）、下限も＋０．５Ｋする（０．５Ｋ上げる）。

即ち、最も冷え難いショーケース３Ｃの庫内温度が低い、庫内温度の変動幅は小さく、蒸発温度も低い、蒸発温度の変動幅が大きい場合、温度帯が低く、温度帯の範囲も広いと判断するが、この場合は変動影響が小さいので前述よりは小さく目標蒸発温度の温度帯を０．５Ｋ上昇（小さく平行移動）させる。これにより、ショーケース３Ｃの庫内の冷却能力を減少させて庫内温度を上昇させ、設定温度に近づけて冷却過剰状態を解消する。

また、条件Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩが上記と同じで条件ＩＶの蒸発温度変動幅が「小さい」場合、主制御装置３３は判断項目ｉの冷却状態が「過剰」、判断項目ｉｉの断続動作が「なし」、判断項目ｉｉｉは安定状態、判断項目ｉｖの変動影響は「小」であり、「温度帯上限が低い」、「温度帯の範囲狭い」と判断し、目標蒸発温度（操作量）の下限を維持、上限を＋０．５Ｋする（０．５Ｋ上げる）。

即ち、最も冷え難いショーケース３Ｃの庫内温度が低く、庫内温度の変動幅が小さく、蒸発温度も低く、蒸発温度の変動幅は小さい場合、温度帯の上限が低く、温度帯の範囲が狭いと判断して目標蒸発温度の下限を維持したまま、上限をこの場合は前述より小さく０．５Ｋ上昇（従って範囲は小さく拡大）させる。これにより、蒸発温度がより小さく上昇するように変動範囲を小さく拡大することで、ショーケース３Ｃの庫内の冷却過剰状態を改善する。

このように主制御装置３３は最も冷え難いショーケース３Ｃの庫内の冷却状態を示す指標（条件Ｉ〜ＩＶ）に応じてショーケース３Ｃの庫内の冷却状態を改善する方向で、ＰＩＤ演算部４１でのＰＩＤ演算で算出する高段側冷媒回路１２の目標蒸発温度（操作量）の変動範囲や温度帯（数値帯）を変更する最適化制御を実行する。そして、主制御装置３３はこの最適化制御において最も冷え難いショーケース３Ｃの庫内温度の変動範囲を狭め、庫内温度（平均値）を設定温度（設定値）に近づけることにより、ショーケース３Ｃの冷却状態を改善するので、店内外の環境条件の変動に対応しながら、最も冷え難いショーケース３Ｃの庫内温度の変動を抑えて省エネ化を実現することが可能となる。

特に、最も冷え難いショーケース３Ｃの庫内の冷却状態を示す指標として、庫内温度と設定温度（設定値）との差、庫内温度の変動幅、蒸発温度と当該蒸発温度の設定温度（設定値）との差、該蒸発温度の変動幅、及び、高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転／停止の頻度を採用しているので、最も冷え難いショーケース３Ｃの庫内冷却の最適化制御を的確に実現することが可能となる。

（５）主制御装置３３による他のショーケース３Ａ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｅによる高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転周波数の補正
次に、図１７及び図１８を参照しながら、主制御装置３３による高段側冷媒回路１２の圧縮機７の目標運転周波数の補正制御について説明する。主制御装置３３は前述した基本的な制御と最も冷え難いショーケース３Ｃの冷却の最適化制御を実行しているが、それに加えて、他のショーケース３Ａ、３Ｂ（冷え易いショーケース）、３Ｄ、３Ｅ（冷蔵ショーケース）の庫内の冷却状態を示す指標に応じて、これらショーケース３Ａ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｅの冷却状態を改善する方向で、ＰＩＤ演算部４２でＰＩＤ演算される高段側冷媒回路１２の圧縮機７の目標運転周波数（操作量）に補正を加える。

具体的には、図１７の左側に示すようにショーケース３Ａ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｅの除霜運転後のプルダウン運転完了までの時間や、図１７の右側に示すようにショーケース３Ａ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｅの庫内温度と設定温度との差が、この実施例における庫内の冷却状態を示す指標となる。また、主制御装置３３は、このプルダウン運転完了までの時間（変化量）と高段側冷媒回路１２の圧縮機７の目標運転周波数の補正量との関係を示すテーブル（図１８の左側）と、庫内温度と設定温度との差と圧縮機７の目標運転周波数の補正量との関係を示すテーブル（図１８の右側）を保有している。

（５−１）プルダウンに要した時間による補正
そして、主制御装置３３は、各ショーケース３Ａ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｅのプルダウン運転完了までの時間が前回より例えば２ｍｉｎ遅くなった場合、次回の１周期でのプルダウン運転中にＰＩＤ演算部４２で算出された目標運転周波数に＋２Ｈｚする。即ち、プルダウン運転での高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転周波数を２Ｈｚ上げる補正を加える。逆に、プルダウン運転完了までの時間が２ｍｉｎ早くなった場合、次の１周期でのプルダウン運転中の目標運転周波数に−２Ｈｚし、圧縮機７の運転周波数を２Ｈｚ下げる補正を加える。

即ち、プルダウン運転が長いときは施工要因や環境要因（環境条件）で、ショーケース３Ａ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｅの庫内の冷却状態が悪化（不足）していると判断して、次回のプルダウン運転中の高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転周波数を上げ、短かったときは逆に冷却過剰の方向に悪化していると判断して、次回のプルダウン運転中の高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転周波数を下げる。これにより、プルダウン時間は適切な時間に補正・維持されていくことになる。

（５−２）サイクル運転における補正
また、主制御装置３３は、各ショーケース３Ａ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｅのサイクル運転中（安定状態）の庫内温度（図１４の下段のように１周期でのサイクル運転中の平均で決定）と設定温度との差が例えば１．０Ｋであった場合、次の１周期でのサイクル運転中にＰＩＤ演算部４２で算出された目標運転周波数に＋２Ｈｚする。即ち、サイクル運転での高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転周波数を２Ｈｚ上げる補正を加える。逆に、庫内温度と設定温度との差が−１．０Ｋであった場合、次の１周期でのサイクル運転中の目標運転周波数に−２Ｈｚし、圧縮機７の運転周波数を２Ｈｚ下げる補正を加える。

即ち、庫内温度が設定温度より高く差が大きいときは施工要因や環境要因で、ショーケース３Ａ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｅの庫内の冷却状態が悪化（不足）していると判断して、次回のサイクル運転中の高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転周波数を上げ、庫内温度が設定温度より低く差が大きいときは逆に冷却過剰の方向に悪化していると判断して、次回のサイクル運転中の圧縮機７の運転周波数を下げる。

このように、主制御装置３３は他のショーケース３Ａ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｅの庫内の冷却状態を示す指標（庫内温度と設定温度との差、プルダウン運転完了までの時間）に応じて、これらショーケース３Ａ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｅの冷却状態を改善する方向で、ＰＩＤ演算部４２で算出する高段側冷媒回路１２の圧縮機７の目標運転周波数（操作量）を補正するので、施工要因や環境要因による他のショーケース３Ａ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｅの冷却不良や冷却過剰の発生を抑制若しくは防止し、他のショーケース３Ａ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｅの良好な冷却制御を実現することが可能となる。

また、主制御装置３３は他のショーケース３Ａ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｅのプルダウン運転に要した時間に基づき、次回のプルダウン運転に要する時間を適切な時間とする方向で高段側冷媒回路１２の圧縮機７の目標運転周波数を補正するので、プルダウン時間の最適化による冷却状態の改善と省エネ化を図ることが可能となる。ここで、実施例では他のショーケース３Ａ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｅのプルダウン運転に要した時間で高段側冷媒回路１２の圧縮機７の目標運転周波数を補正するようにしたが、最も冷え難いショーケース３Ｃのプルダウン運転に要した時間で行っても良い。

尚、この実施例では他のショーケース３Ａ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｅの庫内の冷却状態を示す指標として、当該ショーケース３Ａ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｅの庫内温度と設定温度との差、及び、プルダウン時間を採り上げたが、それらの代わりに、或いは、それらに組み合わせて、庫内温度の変動幅や、電子式膨張弁１６の動作状態を採用してもよく（ショーケース３Ａ、３Ｂ）、それによって、他のショーケース３Ａ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｅの庫内冷却の改善を的確に実現することが可能となる。

また、実施例ではＰＩＤ演算部４２で算出された操作量である圧縮機７の目標運転周波数を補正するようにしたが、ＰＩＤ演算部４１で算出された目標蒸発温度（操作量）に、ショーケース３Ａ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｅの冷却状態を改善する方向で、補正を加えるようにしてもよい。

（６）オイル回収運転時の制御
ここで、主制御装置３３は約１時間（図１９に星印で示すタイミング）に１回オイル回収運転を実行するものとする（１時間ではない場合もある）。このオイル回収運転とは、高段側冷媒回路１２中に流出した圧縮機７のオイルを当該圧縮機７に回収する運転であり、その方法は、先ず圧縮機７を一旦停止させ、電子式膨張弁９を開き、高段側冷媒回路１２内の圧力が上がったところで、圧縮機７を高い運転周波数（例えば６９Ｈｚ等）で所定時間運転し、勢いでオイルを圧縮機７に戻すものである。尚、低段側冷媒回路１８のオイル回収は、圧縮機１３が定速の場合は膨張弁１６を開き、圧縮機１３が運転周波数を制御されるものの場合は高段側冷媒回路１２と同様となる。

このオイル回収運転では、圧縮機７を所定時間停止してから高い運転周波数で所定時間運転するため、その間にも前述したＰＩＤ演算部４１、４２によるＰＩＤ演算を行うと、運転周波数の指示値が蓄積されることにより、オイル回収運転後の圧縮機７の運転周波数と庫内温度が図２０に示すように大きく変動してしまうことになる。

そこで、主制御装置３３はこのオイル回収運転中に、最も冷え難いショーケース３Ｃの庫内温度が安定状態から逸脱した時点で、上記ＰＩＤ演算部４１、４２によるＰＩＤ演算を中断する。この場合、主制御装置３３は庫内温度が設定温度の上下所定範囲内（例えば、設定温度プラスマイナス２Ｋ等。即ち、設定温度の近傍）にある場合に安定状態とし、それより上下に逸脱した時点でＰＩＤ演算を中断する。

そして、この中断期間中に主制御装置３３は、中断する直前の高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転周波数を基礎として、現在の運転周波数を図２２に示すテーブルに基づいて補正することで、圧縮機７の目標運転周波数を決定する。即ち、中断した直後、庫内温度が設定温度より高く、その差が例えば１．０Ｋであるとき、主制御装置３３は現在の高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転周波数（最初は中断する直前の運転周波数）に例えば＋４Ｈｚする。逆に庫内温度が設定温度より低く、その差が−１．０Ｋであるときは、運転周波数に例えば−４Ｈｚする。

即ち、現在の庫内温度が設定温度より高いときは高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転周波数を上昇させ、低いときは低下させる補正を行っていくとで、図２１に示すように庫内温度を設定温度に早期に落ち着かせる。そして、前記安定状態の範囲内でサイクル運転するようになったところで安定状態に復帰と判断し、ＰＩＤ演算を再開するものである。

（７）プルダウン運転時の制御
また、除霜運転ではショーケース３Ｃの庫内温度も上昇するため、その後のプルダウン運転中に前述したＰＩＤ演算部４１、４２によるＰＩＤ演算を行うと、同様に運転周波数の指示値が蓄積されることにより、プルダウン運転後の高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転周波数と庫内温度が図２３、図２６に示すように大きく変動し、図に示される各部の温度が大きくオーバーシュートしてしまうことになる。

そこで、主制御装置３３はこのプルダウン運転中に、最も冷え難いショーケース３Ｃの庫内温度が前述した安定状態から逸脱した時点で、上記ＰＩＤ演算部４１、４２によるＰＩＤ演算を中断するようにしても良い。

そして、係る中断期間中に主制御装置３３は、中断する直前の高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転周波数を基礎として、現在の運転周波数を図２５に示すテーブルに基づいて補正することで、高段側冷媒回路１２の圧縮機７の目標運転周波数を決定する。即ち、中断した直後、庫内温度が設定温度より高く、その差が例えば１．０Ｋであるとき、主制御装置３３は現在の高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転周波数（最初は中断する直前の運転周波数）に例えば＋４Ｈｚする。逆に庫内温度が設定温度より低く、その差が−１．０Ｋであるときは、運転周波数に例えば−４Ｈｚする。

即ち、現在の庫内温度が設定温度より高いときは高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転周波数を上昇させ、低いときは低下させる補正を行っていくとで、図２４、図２７に示すように庫内温度を設定温度に早期に落ち着かせ、図に示される各部の温度のオーバーシュートも小さくなる。そして、前記安定状態の範囲内でサイクル運転するようになったところで安定状態に復帰と判断し、ＰＩＤ演算を再開するものである。

尚、図２５のような庫内温度と設定温度の差と補正量のデータテーブルによらず、図２８に示すように低段側冷媒回路１８の蒸発器１７における冷媒の蒸発温度と高段側冷媒回路１２の目標蒸発温度との関係を直線近似やデータテーブル化しておいて、低段側冷媒回路１８の蒸発温度で高段側冷媒回路１８の目標蒸発温度を決定してもよい。

（８）扉開閉による外乱時の制御
また、扉Ｇを有するショーケース３Ａ、３Ｂの場合、扉Ｇの開閉されたときに外気が庫内に侵入し、庫内温度も上昇するため、その間に前述したＰＩＤ演算部４１、４２によるＰＩＤ演算を行うと、同様に運転周波数の指示値が蓄積されることにより、扉開閉後の高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転周波数と庫内温度が図２９に示すように大きく変動することになる。

この場合は庫内温度センサ２３として、扉側Ｇの庫内温度を検出する庫内扉側温度センサ（手前センサ）２３Ａと庫内奥部の温度を検出する庫内奥部温度センサ２３Ｂ（奥センサ）を設ける。扉Ｇが開放されると庫内扉側温度センサ２３Ａが検出する扉側の庫内温度が直ぐに上昇し、庫内奥部温度センサ２３Ｂが検出する庫内奥部の温度より大きく高くなるため、その差が所定値以上に拡大したことで、主制御装置３３は扉Ｇの開閉による外乱が発生したものと判断する。

そして、主制御装置３３はこの扉Ｇの開閉による外乱が発生し、最も冷え難いショーケース（この場合は例えばショーケース３Ａが最も冷え難いショーケースであるものとする）の庫内温度が前述した安定状態から逸脱した時点で、上記ＰＩＤ演算部４１、４２によるＰＩＤ演算を中断する。

そして、係る中断期間中に主制御装置３３は、中断する直前の高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転周波数を基礎として、現在の運転周波数を図３１に示すテーブルに基づいて補正することで、高段側冷媒回路１２の圧縮機７の目標運転周波数を決定する。即ち、中断した直後、庫内温度が設定温度より高く、その差が例えば１．０Ｋであるとき、主制御装置３３は現在の高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転周波数（最初は中断する直前の運転周波数）に例えば＋４Ｈｚする。逆に庫内温度が設定温度より低く、その差が−１．０Ｋであるときは、運転周波数に例えば−４Ｈｚする。

即ち、現在の庫内温度が設定温度より高いときは高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転周波数を上昇させ、低いときは低下させる補正を行っていくとで、図３０に示すように庫内温度を設定温度に早期に落ち着かせ、図に示される各部の温度のオーバーシュートも小さくなる。そして、前記安定状態の範囲内でサイクル運転するようになったところで安定状態に復帰と判断し、ＰＩＤ演算を再開するものである。

このように、主制御装置３３がオイル回収運転や除霜運転、扉Ｇの開閉時の外乱により庫内温度が設定温度近傍にある安定状態から逸脱した場合、当該庫内温度が安定状態に復帰するまでＰＩＤ演算を中断すると共に、この中断期間中は中断する直前の値を庫内温度と設定温度との差に基づいて補正することにより、高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転周波数を制御するようにしたので、オイル回収運転や除霜運転を行い、或いは、扉開閉時の外乱でショーケースの冷却状態が非安定状態となっているときにＰＩＤ演算を行って制御状態が大きく変動してしまう不都合を未然に回避することができるようになる。

（９）凝縮器ファンの高圧変動抑制制御
次に、図３２、３３を用いて高段側冷媒回路１２の凝縮器ファン１９の運転周波数の制御について説明する。図３２は一般的な凝縮器ファンの制御方式である。この場合、凝縮器ファンは高圧圧力に基づいて運転周波数が変更される。即ち、例えば図３２の右側に示すように高段側冷媒回路の高圧圧力が０．４ＭＰａＧであるとき、凝縮器ファンの運転周波数は１５Ｈｚ、０．６ＭＰａＧで２０Ｈｚ、０．８ＭＰａＧで２５Ｈｚ、１．０ＭＰａＧで３０Ｈｚというように、高圧圧力の上昇に合わせて凝縮器ファンの運転周波数を上昇させる方向に段階的に切り換えている。

このように一般的には凝縮器ファンが高圧圧力で段階的に切り換えられていたため、図３２の左側に示すように、凝縮器ファンの運転周波数が切り替わるときに、高圧圧力や定圧圧力が大きく変動してしまっていた。

そこで、この発明の主制御装置３３は図３３の示すように高段側冷媒回路１２の凝縮器ファン１９の運転周波数を制御する。先ず、主制御装置３３は高圧圧力センサ２８が検出する高段側冷媒回路１２の高圧圧力と、所定の目標高圧圧力との偏差ｅに基づくＰＩＤ演算で、この偏差ｅを無くす方向で凝縮器ファン１９の目標運転周波数を決定し、実際の凝縮器ファン１９の運転周波数をこの目標運転周波数に制御する。その変動範囲は１０Ｈｚ〜６０Ｈｚであり、偏差ｅが大きい（実際の高圧圧力が目標高圧圧力より大きく高い）ときは目標運転周波数は高くなり、偏差ｅが小さいときは目標運転周波数は低くなる。

しかしながら、例えば目標高圧圧力が１．２ＭＰａＧであるときに、凝縮器ファン１９の運転周波数が所定の低い値、例えば変動範囲下限に近い２０Ｈｚ未満まで低下した場合、主制御装置３３は目標高圧圧力を１．１ＭＰａＧに低下させ、これにより、凝縮器ファン１９の運転周波数は上昇傾向となり、高圧圧力は１．１ＭＰａＧに誘導される。また、逆に凝縮器ファン１９の運転周波数が所定の高い値、例えば変動範囲上限に近い５０Ｈｚより高くなったら、目標高圧圧力を１．３ＭＰａＧに上昇させる。これにより、凝縮器ファン１９の運転周波数は下降傾向となり、高圧圧力は１．３ＭＰａＧに誘導される（高圧変動抑制制御）。

即ち、係る高圧変動抑制制御によれば、高圧圧力の変化によって、凝縮器ファン１９の運転周波数が大きく変更されることが無くなるので、この凝縮器ファン１９の運転周波数の変動に伴う高圧圧力の変動が回避、若しくは、抑制されることになる。この様子が図３３の左側に示される。

このように、主制御装置３３が高段側冷媒回路１２の高圧圧力と目標高圧圧力との偏差ｅに基づくＰＩＤ演算により凝縮器ファン１９の目標運転周波数を決定すると共に、この凝縮器ファン１９の運転周波数が所定の低い値に低下した場合、目標高圧圧力を低下させ、凝縮器ファン１９の運転周波数が所定の高い値に上昇した場合、目標高圧圧力を上昇させる高圧変動抑制制御を実行することにより、図３２の如く高圧圧力の値で凝縮器ファン１９の運転周波数を変更する場合に比して、図３３に示すように高段側冷媒回路１２の高圧圧力や低圧圧力の変動を効果的に抑制することが可能となる。

尚、上記実施例では主制御装置３３が各膨張弁９、１６の制御指示を各ショーケース３Ａ〜３Ｅや冷凍機６に送信して制御する方式で説明したが、それに限らず、主制御装置３３は最も冷え難いショーケースの決定を行い、決定したショーケースに対して当該ショーケースが最も冷え難いショーケースであることを指示し、該ショーケースの庫内温度に基づいて高段側冷媒回路１２の圧縮機７の運転周波数を制御すると共に、各ショーケースに目標過熱度を送信し、各ショーケースにおける電子膨張弁１６の実際の制御については、各ショーケースのショーケース制御装置３６が実行するようにしてもよい。

また、実施例では全てのショーケース、冷凍機において電子式膨張弁を用いた場合で説明したが、機械式膨張弁やそれらが混在する場合にも本発明は有効である。その場合には、機械式膨張弁を用いた最も冷え難いショーケースについては液電磁弁を開放し、電子式膨張弁を用いた最も冷え難いショーケースについては目標過熱度を規定値として当該膨張弁の弁開度を制御する指示を当該ショーケースのショーケース制御装置に送信する。また、冷凍機の高段側冷媒回路の圧縮機はそれらの庫内温度で制御するようにし、機械式膨張弁を用いた他の冷え易いショーケースについては液電磁弁の開閉率を、電子式膨張弁を用いた他の冷え易いショーケースについては目標過熱度をそれぞれ主制御装置が演算し、各ショーケース制御装置に対して指示するようにすればよい。

また、実施例では高段側冷媒回路１２の圧縮機７の目標運転周波数と蒸発器１７から出る冷媒の目標過熱度の双方を図６の制御で決定するようにしたが、それに限らず、目標過熱度は庫内温度と設定温度との偏差に基づく通常のＰＩＤ演算にて決定するようにしてもよい。

また、上記では電子式や機械式の膨張弁を用いた冷媒回路に本発明を適用したが、それに限らず、キャピラリチューブで蒸発器に流入する冷媒を絞る場合にも有効である。

１ ショーケース冷却装置
３Ａ〜３Ｅ ショーケース
４、５ 冷媒配管
６ 冷凍機
７、１３ 圧縮機
８ 凝縮器
９、 １６ 電子膨張弁
１１、１７ 蒸発器
１２ 高段側冷媒回路
１８ 低段側冷媒回路
１９ 凝縮器ファン
２２ カスケード熱交換器
２３、２３Ａ、２３Ｂ 庫内温度センサ
３３ 主制御装置（制御手段）
３４ 冷凍機制御装置（制御手段）
３６ ショーケース制御装置（制御手段）
４１、４２ ＰＩＤ演算部
Ｇ 扉

Claims (8)

1. 高段側冷媒回路と低段側冷媒回路とを備え、前記高段側冷媒回路の蒸発器と前記低段側冷媒回路の放熱器とを交熱的にカスケード接続し、前記低段側冷媒回路の蒸発器により庫内を冷却するショーケース冷却装置において、
   前記ショーケースの庫内温度を検出する庫内温度センサと、
   前記高段側冷媒回路の蒸発器の入口における冷媒の蒸発温度を検出する高段側蒸発温度センサと、
   前記高段側冷媒回路の圧縮機の運転を制御する制御手段とを備え、
   該制御手段は、前記ショーケースの庫内温度と当該庫内温度の設定温度との偏差に基づくＰＩＤ演算により、前記高段側冷媒回路の冷媒の目標蒸発温度を決定し、
   前記高段側蒸発温度センサが検出する前記蒸発温度と前記目標蒸発温度との偏差に基づくＰＩＤ演算により、前記高段側冷媒回路の圧縮機の目標運転周波数を決定することを特徴とするショーケース冷却装置。
2. 高段側冷媒回路と複数台のショーケースにそれぞれ設けられた低段側冷媒回路とを備え、前記高段側冷媒回路の複数の蒸発器と前記各低段側冷媒回路の放熱器とをそれぞれ交熱的にカスケード接続し、前記各低段側冷媒回路の蒸発器により前記各ショーケースの庫内をそれぞれ冷却するショーケース冷却装置において、
   前記各ショーケースの庫内温度をそれぞれ検出する庫内温度センサと、
   前記高段側冷媒回路の蒸発器の入口における冷媒の蒸発温度を検出する高段側蒸発温度センサと、
   前記高段側冷媒回路の圧縮機の運転を制御する制御手段とを備え、
   該制御手段は、前記各ショーケースのうちの最も冷え難いショーケースの庫内温度と当該庫内温度の設定温度との偏差に基づくＰＩＤ演算により、前記高段側冷媒回路の冷媒の目標蒸発温度を決定し、
   前記高段側蒸発温度センサが検出する前記蒸発温度と前記目標蒸発温度との偏差に基づくＰＩＤ演算により、前記高段側冷媒回路の圧縮機の目標運転周波数を決定することを特徴とすることを特徴とするショーケース冷却装置。
3. 前記各ショーケースは、前記低段側冷媒回路の蒸発器に流入する冷媒を絞り、当該蒸発器から出る冷媒の過熱度を目標過熱度に調整する過熱度調整手段を備え、
   前記制御手段は、前記最も冷え難いショーケースの目標過熱度を規定値として当該ショーケースの過熱度調整手段を制御すると共に、
   他の前記ショーケースの庫内温度に基づいて当該ショーケースの目標過熱度を設定し、当該ショーケースの過熱度調整手段を制御することを特徴とする請求項２に記載のショーケース冷却装置。
4. 前記制御手段は、前記最も冷え難いショーケースの庫内の冷却状態を示す指標に応じ、当該冷却状態を改善する方向で、前記ＰＩＤ演算で算出する目標蒸発温度の変動範囲、及び／又は、温度帯を変更する最適化制御を実行すると共に、
   前記他のショーケースの庫内の冷却状態を示す指標に応じ、当該冷却状態を改善する方向で、前記ＰＩＤ演算で算出する前記高段側冷媒回路の圧縮機の運転周波数を補正することを特徴とする請求項３に記載のショーケース冷却装置。
5. 前記制御手段は、所定のオイル回収運転、前記蒸発器の除霜運転、及び、扉開閉による外乱の何れかにより前記庫内温度が前記設定温度近傍にある安定状態から逸脱した場合、当該庫内温度が安定状態に復帰するまで前記ＰＩＤ演算を中断すると共に、
   該中断期間中は、中断する直前の値を前記庫内温度と設定温度との差に基づいて補正することにより、前記高段側冷媒回路の圧縮機の運転周波数を制御す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ショーケース冷却装置。
6. 前記低段側冷媒回路の蒸発器における冷媒の蒸発温度を検出する低段側蒸発温度センサを備え、
   前記制御手段は、所定のオイル回収運転、前記蒸発器の除霜運転、及び、扉開閉による外乱の何れかにより前記庫内温度が前記設定温度近傍にある安定状態から逸脱した場合、当該庫内温度が安定状態に復帰するまで前記ＰＩＤ演算を中断すると共に、
   該中断期間中は、前記低段側蒸発温度センサが検出する前記蒸発温度に基づいて前記高段側冷媒回路の冷媒の目標蒸発温度を決定す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ショーケース冷却装置。
7. 前記庫内温度センサは、前記ショーケースの扉側の庫内温度を検出する庫内扉側温度センサと、庫内奥部の温度を検出する庫内奥部温度センサとから構成され、各温度センサが検出する温度の差が拡大したことに基づいて前記外乱が発生したものと判断することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のショーケース冷却装置。
8. 前記高段側冷媒回路の凝縮器を空冷する凝縮器ファンと、
   前記高段側冷媒回路の高圧圧力を検出する高圧圧力センサとを備え、
   前記制御手段は、前記高段側冷媒回路の高圧圧力と所定の目標高圧圧力との偏差に基づくＰＩＤ演算により前記凝縮器ファンの目標運転周波数を決定すると共に、
   該凝縮器ファンの運転周波数が所定の低い値に低下した場合、前記目標高圧圧力を低下させ、前記凝縮器ファンの運転周波数が所定の高い値に上昇した場合、前記目標高圧圧力を上昇させる高圧変動抑制制御を実行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ショーケース冷却装置。

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