JP4435226B2 - Refrigeration equipment - Google Patents

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JP4435226B2 JP2007270181A JP2007270181A JP4435226B2 JP 4435226 B2 JP4435226 B2 JP 4435226B2 JP 2007270181 A JP2007270181 A JP 2007270181A JP 2007270181 A JP2007270181 A JP 2007270181A JP 4435226 B2 JP4435226 B2 JP 4435226B2
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  • Defrosting Systems (AREA)

Description

この発明は、ショーケースなどの低温機器に関し、特にそこで使用されている熱交換器に付着する霜の除霜に関連するものである。   The present invention relates to a low-temperature apparatus such as a showcase, and particularly relates to defrosting of frost adhering to a heat exchanger used therein.

従来の冷凍装置においては、6時間または12時間といった一定時間毎に設定された外部タイマーの信号で除霜を開始していた。   In the conventional refrigeration apparatus, defrosting is started by an external timer signal set at regular intervals such as 6 hours or 12 hours.

また、従来の冷凍装置は、熱交換器の吸入温度計測手段と、吹出温度計測手段と、吸入温度計測手段の計測値または吹出温度計測手段の計測値の少なくとも一方を利用して除霜運転の開始を判断する制御手段と、を備えている(例えば、特許文献1参照)。   In addition, the conventional refrigeration apparatus performs the defrosting operation using at least one of the measurement value of the suction temperature measurement means, the blowout temperature measurement means, the suction temperature measurement means, and the blowout temperature measurement means of the heat exchanger. Control means for determining the start (see, for example, Patent Document 1).

また、従来の冷凍装置は、内部タイマーあるいは外部からの除霜信号のいずれかの信号によって除霜を開始し、除霜信号が外部から入力された場合は、これ以降の除霜信号の出力は、内部タイマーからの除霜信号を無視して外部からの除霜信号によってのみ行い、除霜の終了は、庫内温度あるいは除霜経過時間のいずれかの除霜終了条件によって行うものもある(例えば、特許文献2参照)。   Further, the conventional refrigeration apparatus starts defrosting by either an internal timer or an external defrost signal, and when the defrost signal is input from the outside, the output of the subsequent defrost signal is In some cases, the defrosting signal from the internal timer is ignored and only the defrosting signal from the outside is used, and the defrosting is terminated depending on the defrosting termination condition of either the internal temperature or the defrosting elapsed time ( For example, see Patent Document 2).

特開2006−183987号公報(図1、図2)JP 2006-183987 A (FIGS. 1 and 2) 特許第3045384号公報(図1、図2)Japanese Patent No. 3045384 (FIGS. 1 and 2)

従来の冷凍装置では、冷却能力の低下や着霜量を検知せず、一定時間毎に除霜運転を開始するため、負荷状態によっては過剰着霜状態になり規定の性能が発揮できていなかったり、着霜量が少ない状態で冷却能力も落ちていない状態で除霜運転に入り無駄なエネルギーを投入していたという問題点があった。   The conventional refrigeration system does not detect a decrease in cooling capacity or the amount of frost, and starts a defrosting operation at regular intervals. There was a problem that the defrosting operation was entered in a state where the amount of frost formation was small and the cooling capacity was not lowered, and wasted energy was input.

また、熱交換器は風路の中央部での着霜が多い場合や風路の風下側での着霜量が多い場合など、負荷状態によって着霜の仕方が異なり、これによって冷却性能の低下を捉えるための特徴量が異なるため、保存温度帯や種類が様々ある冷凍装置に対し、同一のアルゴリズムで冷却能力の低下を把握することが困難であるという問題点があった。   Also, heat exchangers have different frosting methods depending on the load condition, such as when there is a lot of frost formation at the center of the air passage or when there is a large amount of frost formation on the leeward side of the air passage. Therefore, it is difficult to grasp the decrease in cooling capacity with the same algorithm for refrigeration apparatuses with various storage temperature zones and types.

また、スーパーマーケットなどにおいては、昼間と夜間とではショーケースなどの冷凍装置の負荷条件が異なり、負荷の大小によって熱交換器への着霜速度が異なるため、常時、冷却能力の低下や着霜量を検出し、その時の検出値に応じて除霜開始を判断しないと、適切な除霜がなされないという問題点があった。   In supermarkets and the like, the load conditions of refrigeration equipment such as showcases differ between daytime and nighttime, and the frosting rate on the heat exchanger varies depending on the load. If the start of defrosting is not determined according to the detected value at that time, there is a problem that appropriate defrosting is not performed.

また、隣り合ったショーケースにおいて、一方のショーケースが除霜運転に入り、他方が冷却運転を行っていると、壁を通した熱侵入がおき、無駄なエネルギーが使われることがあるという問題点があった。   In addition, when one showcase enters a defrosting operation and the other performs a cooling operation in adjacent showcases, there is a problem that heat may enter through walls and wasteful energy may be used. There was a point.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、冷凍装置内の熱交換器の冷却量の低下や着霜量を検知し、それに基づいて除霜開始の要否を判断し、除霜開始のタイミングを適正化することにより、無駄なエネルギーの投入を避け、省エネとなる冷凍装置を得ることを主たる目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and detects a decrease in the cooling amount or frost formation amount of the heat exchanger in the refrigeration apparatus, and determines whether or not to start defrosting based on the detected amount. The main purpose is to obtain a refrigeration apparatus that avoids useless energy input and saves energy by optimizing the defrosting start timing.

併せて、保存温度帯や種類が様々ある冷凍装置に対し、同一の汎用的なアルゴリズムで冷却能力の低下を把握でき、確実に省エネにできる冷凍装置を得ることも目的とする。   In addition, another object of the present invention is to obtain a refrigeration apparatus that can ascertain a decrease in cooling capacity with the same general-purpose algorithm for refrigeration apparatuses with various storage temperature zones and types, and that can save energy.

さらに、隣接した冷凍装置のグルーピングを考慮して除霜開始を判断し、同一グループのショーケースが同時に除霜を開始するようにすることにより、無駄なエネルギーの投入を防ぎ省エネとなる冷凍システムを得ることも目的とする。   In addition, a defrosting start is determined in consideration of the grouping of adjacent refrigeration systems, and the same group of showcases starts defrosting at the same time. It is also aimed to obtain.

この発明に係る冷凍装置は、熱交換器と、前記熱交換器に冷熱を供給する冷却運転手段と、前記熱交換器に付着した霜を除霜する除霜運転手段と、前記冷却運転における前記熱交換器の冷却能力または冷却能力の低下を推定する冷却能力推定手段と、前記冷却能力推定手段の推定結果に基づいて前記除霜運転手段の動作開始を許可する除霜許可手段とを有し、前記除霜運転手段は、前記除霜許可手段が前記動作開始を許可した場合、装置の内部の又は外部からの除霜実行信号と同期して前記熱交換器の除霜を行う冷凍装置であって、
前記冷却能力推定手段は、前記熱交換器の冷却能力を表す複数の特徴量と、前記複数の特徴量に関してそれぞれ設定した各限界値と各限界値に至る前の各予兆値とを用い、前記複数の特徴量毎に対応する前記限界値および前記予兆値と比較し、それらの比較結果に基づいて推定を行うものである。
The refrigeration apparatus according to the present invention includes a heat exchanger, cooling operation means for supplying cold heat to the heat exchanger, defrosting operation means for defrosting frost adhering to the heat exchanger, and the cooling operation in the cooling operation. Cooling capacity estimating means for estimating the cooling capacity of the heat exchanger or a decrease in cooling capacity, and defrost permission means for permitting the start of operation of the defrosting operation means based on the estimation result of the cooling capacity estimating means The defrosting operation means is a refrigeration apparatus that defrosts the heat exchanger in synchronization with a defrosting execution signal from inside or outside the apparatus when the defrosting permission means permits the operation start. There,
The cooling capacity estimation means uses a plurality of feature quantities representing the cooling capacity of the heat exchanger, each limit value set for each of the plurality of feature quantities and each predictive value before reaching each limit value, and Comparison is made with the limit value and the predictive value corresponding to each of a plurality of feature amounts, and estimation is performed based on the comparison result.

また、この発明に係る冷凍装置は、熱交換器と、前記熱交換器に冷熱を供給する冷却運転手段と、前記熱交換器に付着した霜を除霜する除霜運転手段と、前記冷却運転における前記熱交換器の冷却能力または冷却能力の低下を推定する冷却能力推定手段と、前記冷却能力推定手段の推定結果に基づいて前記除霜運転手段の動作開始を許可する除霜許可手段とを有し、前記除霜運転手段は、前記除霜許可手段が前記動作開始を許可していない場合、装置の内部のまたは外部からの除霜実行信号が入っても前記熱交換器の除霜を行わず、次の除霜タイミングまで除霜開始を延長する冷凍装置であって、The refrigeration apparatus according to the present invention includes a heat exchanger, cooling operation means for supplying cold heat to the heat exchanger, defrosting operation means for defrosting frost adhering to the heat exchanger, and the cooling operation. Cooling capacity estimation means for estimating the cooling capacity of the heat exchanger or a decrease in cooling capacity in the heat exchanger, and defrost permission means for permitting the start of operation of the defrosting operation means based on the estimation result of the cooling capacity estimation means And the defrosting operation means performs defrosting of the heat exchanger even if a defrosting execution signal from inside or outside of the apparatus is input when the defrosting permission means does not permit the operation start. It is a refrigeration apparatus that extends the defrost start until the next defrost timing,
前記冷却能力推定手段は、前記熱交換器の冷却能力を表す複数の特徴量と、前記複数の特徴量に関してそれぞれ設定した各限界値と各限界値に至る前の各予兆値とを用い、前記複数の特徴量毎に対応する前記限界値および前記予兆値と比較し、それらの比較結果に基づいて推定を行うものである。The cooling capacity estimation means uses a plurality of feature quantities representing the cooling capacity of the heat exchanger, each limit value set for each of the plurality of feature quantities and each predictive value before reaching each limit value, and Comparison is made with the limit value and the predictive value corresponding to each of a plurality of feature amounts, and estimation is performed based on the comparison result.

この発明の冷凍装置は、熱交換器への着霜量が多すぎて規定の性能が発揮できない状態を防ぎ、かつ着霜量が少なすぎる状態で除霜に入って無駄なエネルギーを投入することをなくし、適切な着霜量にて除霜を開始して省エネをはかることができる。   The refrigeration apparatus of the present invention prevents a state in which the prescribed performance cannot be exhibited due to an excessive amount of frost formation on the heat exchanger, and puts wasteful energy into defrosting with an excessively small amount of frost formation. The energy can be saved by starting defrosting with an appropriate amount of frost formation.

また、この発明の冷凍システムは、複数設置されているショーケース間でばらばらに除霜され、無駄なエネルギーが投入されるのを防ぐことができ、省エネとなる。   In addition, the refrigeration system of the present invention can be defrosted apart between a plurality of installed showcases to prevent useless energy from being input, thereby saving energy.

実施の形態1.
この発明の実施の形態1の構成について図1を用いて説明する。図1は、実施の形態1の冷凍装置を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へ設置した状態を示す説明図である。図1において、店舗14内には冷蔵用または冷凍用ショーケース13が複数台配置され、それら冷蔵用または冷凍用ショーケース13は、冷蔵用または冷凍用冷凍機11に接続されて、食品や飲料を常時冷蔵あるいは冷凍している。従って、冷蔵用または冷凍用冷凍機11、冷蔵用または冷凍用ショーケース13、およびそれらを接続する冷媒回路が冷凍装置を構成している。
一方これとは別に、店舗14内には空調用室内機12が配置され、空調用室内機12は空調用室外機10に接続され、外気温度に応じて室内を冷房あるいは暖房している。従って、空調用室外機10、空調用室内機12、およびそれらを接続する冷媒回路が空調装置を構成している。
Embodiment 1 FIG.
The configuration of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a state in which the refrigeration apparatus of Embodiment 1 is installed in a store such as a convenience store or a supermarket. In FIG. 1, a plurality of refrigerated or frozen showcases 13 are arranged in a store 14, and these refrigerated or frozen showcases 13 are connected to a refrigerated or frozen refrigerator 11 for food and beverages. Are refrigerated or frozen at all times. Therefore, the refrigerator 11 for refrigeration or freezing, the showcase 13 for refrigeration or freezing, and the refrigerant circuit which connects them comprise the refrigeration apparatus.
On the other hand, an air conditioner indoor unit 12 is arranged in the store 14 separately from this, and the air conditioner indoor unit 12 is connected to the air conditioner outdoor unit 10 to cool or heat the room according to the outside air temperature. Therefore, the outdoor unit 10 for air conditioning, the indoor unit 12 for air conditioning, and the refrigerant circuit which connects them comprise the air conditioner.

図2は、この発明の実施の形態1の冷凍装置の冷媒回路図である。図2において、この発明の実施の形態1に係る冷凍装置は、室外機としての冷蔵用または冷凍用冷凍機11と、室内機としての冷蔵用または冷凍用ショーケース13を有している。冷蔵用または冷凍用冷凍機11は、圧縮機21、室外熱交換器22、室外熱交換器用ファン23、余剰冷媒をためる液溜24などを備えている。また、冷蔵用または冷凍用ショーケース13(単にショーケース13ともいう)、電磁弁などの開閉弁25、膨張弁などの膨張手段26、ショーケース熱交換器27、ショーケース熱交換器用ファン28などを備えている。なお、ショーケース熱交換器27およびショーケース熱交換器用ファン28を除いたこの冷媒回路図は、ショーケース熱交換器27に冷熱を供給する冷却運転手段として作用している。   FIG. 2 is a refrigerant circuit diagram of the refrigeration apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 2, the refrigeration apparatus according to Embodiment 1 of the present invention has a refrigeration or refrigeration refrigerator 11 as an outdoor unit, and a refrigeration or refrigeration showcase 13 as an indoor unit. The refrigerator 11 for refrigeration or freezing includes a compressor 21, an outdoor heat exchanger 22, a fan 23 for an outdoor heat exchanger, a liquid reservoir 24 for accumulating excess refrigerant, and the like. Further, a showcase 13 for refrigeration or freezing (also simply referred to as showcase 13), an opening / closing valve 25 such as an electromagnetic valve, an expansion means 26 such as an expansion valve, a showcase heat exchanger 27, a fan 28 for a showcase heat exchanger, and the like. It has. The refrigerant circuit diagram excluding the showcase heat exchanger 27 and the showcase heat exchanger fan 28 functions as a cooling operation means for supplying cold heat to the showcase heat exchanger 27.

次に、この発明の冷凍装置の概要動作について説明する。圧縮機21により圧縮され高温高圧になった冷媒は、室外熱交換器22にて室外熱交換器用ファン23の作用により凝縮された後、余剰冷媒を溜める液溜24を経て、冷凍機11から出てショーケース13に流入する。ショーケース13に入った冷媒は、開閉弁25を経て、膨張手段26にて膨張されて低温低圧冷媒になり、ショーケース熱交換器27にてショーケース用ファン28の作用によって蒸発した後、ショーケース13を出て再び冷凍機11の圧縮機21へ戻る。   Next, an outline operation of the refrigeration apparatus of the present invention will be described. The refrigerant compressed to high temperature and high pressure by the compressor 21 is condensed in the outdoor heat exchanger 22 by the action of the outdoor heat exchanger fan 23, and then discharged from the refrigerator 11 through a liquid reservoir 24 for storing excess refrigerant. Flow into the showcase 13. The refrigerant that has entered the showcase 13 passes through the on-off valve 25 and is expanded by the expansion means 26 to become low-temperature and low-pressure refrigerant. After being evaporated by the operation of the showcase fan 28 in the showcase heat exchanger 27, The case 13 exits and returns to the compressor 21 of the refrigerator 11 again.

ショーケース13が冷蔵用である場合、ショーケースの庫内空気温度は約0℃、冷媒の蒸発温度は約−10℃である。また、ショーケース13が冷凍用である場合、ショーケースの庫内空気温度は約−18℃であり、冷媒の蒸発温度は約−30℃である。ショーケースが冷蔵用および冷凍用のいずれの場合であっても、蒸発器すなわちショーケース熱交換器27の配管およびフィンの表面温度は0℃以下であり、周囲空気温度よりも温度が低いため、空気中の水蒸気がショーケース熱交換器27の周囲に霜となって堆積、すなわち着霜する。冷蔵用ショーケースにおいては、ショーケース熱交換器27の周囲空気が0℃以上の場合は、空気中の水蒸気がショーケース熱交換器27に水滴として結露した後、凝固して霜となる。一方、冷凍用ショーケースにおいては、ショーケース熱交換器27の周囲空気が0℃以下のため、空気中の水蒸気が昇華しショーケース熱交換器27の周囲に直接霜として堆積する。   When the showcase 13 is for refrigeration, the air temperature inside the showcase is about 0 ° C. and the evaporation temperature of the refrigerant is about −10 ° C. Further, when the showcase 13 is for freezing, the air temperature inside the showcase is about −18 ° C., and the evaporation temperature of the refrigerant is about −30 ° C. Regardless of whether the showcase is refrigerated or frozen, the surface temperature of the evaporator, that is, the piping and fins of the showcase heat exchanger 27 is 0 ° C. or lower, and is lower than the ambient air temperature. Water vapor in the air accumulates as frost around the showcase heat exchanger 27, that is, frosts. In the refrigerated showcase, when the ambient air around the showcase heat exchanger 27 is 0 ° C. or higher, water vapor in the air condenses as water droplets on the showcase heat exchanger 27 and then solidifies to form frost. On the other hand, in the refrigeration showcase, since the ambient air around the showcase heat exchanger 27 is 0 ° C. or lower, water vapor in the air sublimates and accumulates directly as frost around the showcase heat exchanger 27.

このように冷蔵用ショーケースと冷凍用ショーケースでは着霜に至る過程は異なるが、いずれの場合においても、その熱交換器への着霜は、冷媒と空気との熱交換の妨げとなる。着霜量が増加して熱交換性能の低下が激しくなると、規定の冷却能力を維持することができなくなり、ショーケースの庫内温度が上昇してしまう。ショーケースの庫内温度が上昇すると、食品の品質保持面での問題があるため、ショーケースには除霜手段が設けられており、通常はショーケースを一定時間運転すると除霜手段により霜を溶かす除霜運転を行うようにタイマーで設定されている。
除霜手段には、一般的にヒータが用いられるが、その他にも、開閉弁25により霜が溶けるまで冷媒の流れを停止するオフサイクルデフロストや、圧縮機21の出口側の高温高圧の冷媒をショーケース熱交換器27に導入するホットガスデフロストが用いられる場合もある。
Thus, although the process leading to frosting differs between the refrigerated showcase and the freezing showcase, in any case, the frosting on the heat exchanger hinders heat exchange between the refrigerant and the air. If the amount of frost formation increases and the heat exchange performance is drastically reduced, the specified cooling capacity cannot be maintained, and the temperature inside the showcase rises. If the temperature inside the showcase rises, there is a problem in terms of maintaining the quality of the food, so the showcase is provided with defrosting means. Normally, when the showcase is operated for a certain period of time, frost is removed by the defrosting means. The timer is set to perform the defrosting operation to melt.
As the defrosting means, a heater is generally used. In addition, an off-cycle defrost that stops the flow of the refrigerant until the frost is melted by the on-off valve 25, or a high-temperature and high-pressure refrigerant on the outlet side of the compressor 21 is used. In some cases, hot gas defrost introduced into the showcase heat exchanger 27 is used.

図3は、この発明の実施形態1に係る冷凍装置のショーケース13の内部構成図である。図3に示すように、ショーケース熱交換器27の風上側にはショーケース熱交換器吸込空気温度センサ31(単に吸込空気温度センサ31ともいう)が設けられ、ショーケース熱交換器27の風上側および側面には、除霜運転手段(または除霜手段)としてのヒータ40が設けられている。ヒータ40はショーケース熱交換器27へ流入する空気を暖めて熱交換器27に付着した霜を溶かすためのものである。ヒータ40の駆動信号は、ショーケース13に内蔵したタイマーもしくは外部に設置されたタイマー41から送信される。
タイマー41はヒータ40の動作間隔(除霜間隔)を設定できるようになっている。タイマー41およびヒータ40はショーケース13に内蔵されているショーケース内制御基板42に接続され、タイマー41から該制御基板42に除霜信号(除霜実行信号)が入力されると、ショーケース内制御基板42は、開閉弁25を閉にして冷媒流路を閉じ、ヒータ40を動作させ、除霜運転を開始させる。
除霜運転はショーケース熱交換器吹出空気温度センサ32(単に吹出空気温度センサ32ともいう、ここでは32Aと32Bの2個が設置されている)の検出温度が規定値を上回ったところで終了し、再び通常の冷却運転に戻る。吹出空気温度センサ32は1つまたは複数設けられ、複数設置されている場合はそれらの吹出空気温度センサ32による検出温度の平均値または最小値が規定値を上回ったところで完了させる。吹出空気温度センサ32の検出温度の代わりに、ショーケース熱交換器冷媒入口温度センサ30(単に冷媒入口温度センサ30ともいう)などによる冷媒配管温度を利用して、除霜運転を完了させてもよい。また、一定時間経過したら除霜運転を終了させるようにする場合もある。
また、図3において、符号43で示したものは、本実施の形態の冷凍装置が備えるショーケース熱交換器27の冷却能力または着霜量の推定手段と除霜許可手段としての機能を果たす機器であり、ここではマイクロコンピュータから構成されている。マイクロコンピュータ43は、上記の各種温度センサ30,31,32等と接続され、後述する図5、図6に示すような、ショーケース熱交換器27の冷却能力または着霜量の推定をし、その推定結果に基づいて、ヒータ40の動作を開始させても良いという除霜許可信号を発するようにプログラムされている。なお、この冷却能力または着霜量の推定/除霜許可手段は、ショーケース13と別体に備えられていてもよい。また、冷却能力または着霜量の推定手段と除霜許可手段とをそれぞれ別体の機器から構成してもよい。
また、除霜運転手段は、ヒータ40に限られるものではなく、熱交換器に付着した霜を溶かすことができるものであれば何でもよく、例えば、圧縮空気を霜に吹き付けるものや別の熱源の排熱であってもよい。また、特別な物を設けなくても、冷凍サイクル中の冷媒を逆方向に循環させられる構成とすれば、圧縮機の排熱等で冷媒を加熱し、霜を溶かすことができ、同様の効果を奏することができる。
FIG. 3 is an internal configuration diagram of the showcase 13 of the refrigeration apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 3, a showcase heat exchanger intake air temperature sensor 31 (also simply referred to as an intake air temperature sensor 31) is provided on the windward side of the showcase heat exchanger 27. A heater 40 as a defrosting operation unit (or a defrosting unit) is provided on the upper side and the side surface. The heater 40 is for heating the air flowing into the showcase heat exchanger 27 and melting frost adhering to the heat exchanger 27. A driving signal for the heater 40 is transmitted from a timer built in the showcase 13 or a timer 41 installed outside.
The timer 41 can set the operation interval (defrosting interval) of the heater 40. The timer 41 and the heater 40 are connected to an in-showcase control board 42 built in the showcase 13, and when a defrost signal (defrost execution signal) is input from the timer 41 to the control board 42, the inside of the showcase The control board 42 closes the on-off valve 25, closes the refrigerant flow path, operates the heater 40, and starts the defrosting operation.
The defrosting operation is terminated when the detected temperature of the showcase heat exchanger blown air temperature sensor 32 (also simply called the blown air temperature sensor 32, here, two of 32A and 32B are installed) exceeds a specified value. Then, the normal cooling operation is resumed. One or a plurality of blown air temperature sensors 32 are provided. When a plurality of blown air temperature sensors 32 are installed, the completion is performed when the average value or the minimum value of the detected temperatures by the blown air temperature sensors 32 exceeds a specified value. Even if the defrosting operation is completed by using the refrigerant pipe temperature by the showcase heat exchanger refrigerant inlet temperature sensor 30 (also simply referred to as the refrigerant inlet temperature sensor 30) or the like instead of the temperature detected by the blown air temperature sensor 32. Good. Further, the defrosting operation may be terminated when a certain time has elapsed.
3, what is indicated by reference numeral 43 is a device that functions as a cooling capacity or frost amount estimation means and a defrost permission means of the showcase heat exchanger 27 provided in the refrigeration apparatus of the present embodiment. Here, it is composed of a microcomputer. The microcomputer 43 is connected to the various temperature sensors 30, 31, 32, etc., and estimates the cooling capacity or the amount of frost formation of the showcase heat exchanger 27 as shown in FIGS. Based on the estimation result, it is programmed to issue a defrost permission signal that the operation of the heater 40 may be started. Note that this cooling capacity or frost amount estimation / defrosting permission means may be provided separately from the showcase 13. In addition, the cooling capacity or frost amount estimation means and the defrost permission means may be configured from separate devices.
Further, the defrosting operation means is not limited to the heater 40 and may be anything as long as it can melt the frost adhering to the heat exchanger. It may be exhaust heat. In addition, if the refrigerant in the refrigeration cycle can be circulated in the reverse direction without providing any special items, the refrigerant can be heated by the exhaust heat of the compressor, etc., and frost can be melted. Can be played.

通常の除霜運転は以上のように行われるが、各ショーケース熱交換器27の着霜量は、冷却運転時間が同じであっても、店舗14内の空気の温度・湿度、ショーケース13内の食品負荷、冷凍機11が設置されている場所の外気の温度、冷凍機11とショーケース13の容量比などによって異なるため、除霜開始時に各ショーケースの着霜量が必ずしも限界に至っているとは限らない。除霜運転時はヒータ40の電力が消費され、かつ除霜終了時にはショーケース13を再度冷やし込む必要があるため、1日あたりの除霜運転の回数が少ない方が、省エネになる。また、除霜はショーケース13の庫内温度を上昇させるため、食品の品質面でもあまり望ましくなく、除霜回数が少ない方が望ましい。しかし、ショーケース熱交換器27の着霜量が多くなりすぎると、熱交換器27の熱交換性能が低下し規定の冷却能力を保つことができなくなり、ショーケース13の庫内温度が上昇してしまう。従って、ショーケース熱交換器27の着霜量が多くもなく少なくもない適切な着霜量の状態のときに、除霜を開始するのが望ましい。そのためにはショーケース熱交換器27の着霜量の増加または着霜量の増加に伴う冷却能力の低下を推定(検知、検出をも含む)して、それを基に除霜の制御を行うのが望ましい。   Although the normal defrosting operation is performed as described above, the frosting amount of each showcase heat exchanger 27 is equal to the temperature and humidity of the air in the store 14 and the showcase 13 even if the cooling operation time is the same. The amount of frosting in each showcase always reaches its limit at the start of defrosting because it varies depending on the food load inside, the temperature of the outside air where the refrigerator 11 is installed, the capacity ratio of the refrigerator 11 and the showcase 13, etc. Not necessarily. During the defrosting operation, the power of the heater 40 is consumed, and at the end of the defrosting, it is necessary to cool the showcase 13 again. Therefore, the smaller the number of defrosting operations per day, the more energy is saved. Moreover, since defrosting raises the internal temperature of the showcase 13, it is not so desirable in terms of food quality, and it is desirable that the number of times of defrosting is small. However, if the amount of frost formation on the showcase heat exchanger 27 becomes too large, the heat exchange performance of the heat exchanger 27 is lowered and the prescribed cooling capacity cannot be maintained, and the internal temperature of the showcase 13 rises. End up. Therefore, it is desirable to start defrosting when the frost amount of the showcase heat exchanger 27 is not too much and is in an appropriate frost amount state. For that purpose, an increase in the amount of frost formation in the showcase heat exchanger 27 or a decrease in the cooling capacity accompanying the increase in the amount of frost formation is estimated (including detection and detection), and the defrosting is controlled based on that. Is desirable.

次に、熱交換器の着霜量の増加及び着霜量の増加に伴う冷却能力低下の検出方法について説明する。ショーケース熱交換器27の着霜量が十分に多くなると、該熱交換器27内の空気が流通する断面積が低下するため、空気が該熱交換器27内を通る際の圧力損失が増加し、ショーケース熱交換器用ファン28の特性からファン28が送出できる風量が低下し、ショーケース熱交換器27内を通る空気の風速が低下する。空気の風速が低下すると、ショーケース熱交換器27内を流れる冷媒と空気とが熱交換を行う時間が増加するため、図4に示すように、吹出空気温度センサ32により検出される吹出空気温度が冷媒蒸発温度に近づき低下する。冷媒蒸発温度は配管内での冷媒の圧力損失があまり大きくなければ、冷媒入口温度センサ30の検出値とほぼ等しい。また、ショーケース13の庫内の熱負荷は変わらないため、ショーケース熱交換器用ファン28の送出風量低下により、吸込空気温度センサ31により検出される吸込空気温度は上昇する。よって、ショーケース熱交換器27の着霜量が十分に多くなると、着霜量が小さい時に対し、該熱交換器27の吸込空気温度と吹出空気温度との温度差が大きくなる((1)式)。   Next, the detection method of the cooling capacity fall accompanying the increase in the amount of frost formation of a heat exchanger and the increase in the amount of frost formation is demonstrated. When the frosting amount of the showcase heat exchanger 27 is sufficiently increased, the cross-sectional area through which the air in the heat exchanger 27 flows decreases, so that the pressure loss when the air passes through the heat exchanger 27 increases. However, the amount of air that the fan 28 can send out decreases due to the characteristics of the showcase heat exchanger fan 28, and the wind speed of the air passing through the showcase heat exchanger 27 decreases. When the air velocity decreases, the time for heat exchange between the refrigerant flowing in the showcase heat exchanger 27 and the air increases, so that the blown air temperature detected by the blown air temperature sensor 32 as shown in FIG. Decreases toward the refrigerant evaporation temperature. The refrigerant evaporating temperature is substantially equal to the detected value of the refrigerant inlet temperature sensor 30 unless the pressure loss of the refrigerant in the pipe is very large. Further, since the heat load in the cabinet of the showcase 13 does not change, the intake air temperature detected by the intake air temperature sensor 31 rises due to a decrease in the amount of air sent from the showcase heat exchanger fan 28. Therefore, when the frost amount of the showcase heat exchanger 27 is sufficiently increased, the temperature difference between the intake air temperature and the blown air temperature of the heat exchanger 27 is larger than when the frost amount is small ((1)). formula).

熱交換器の吸込空気温度−熱交換器の吹出空気温度 → 増加 (1)   Heat exchanger intake air temperature-heat exchanger blown air temperature → increase (1)

また、ショーケース熱交換器27の吸込空気温度と吹出空気温度との温度差は大きくなるが、ケースの種類によっては、該熱交換器27の特性により、かなり着霜が増加しないと蒸発温度がほとんど変化せず、吸込空気温度と吹出空気温度との温度差を吸込空気温度と冷媒蒸発温度との温度差で除した値である温度効率が増加する((2−A)式)。一般的に、風速が小さくなると温度効率は上昇する。
逆に、ケースによっては、着霜とともに蒸発温度が低下し、温度効率が低下する場合がある。この場合は温度効率の逆数((2−B)式)が増加する。温度効率をとるか温度効率の逆数をとるかは、機器の特性に合わせて選択する必要がある。
Further, the temperature difference between the intake air temperature and the blown air temperature of the showcase heat exchanger 27 becomes large. However, depending on the type of the case, the evaporating temperature may be increased unless frost formation increases considerably due to the characteristics of the heat exchanger 27. Almost no change occurs, and the temperature efficiency, which is a value obtained by dividing the temperature difference between the intake air temperature and the blown air temperature by the temperature difference between the intake air temperature and the refrigerant evaporation temperature, increases (formula (2-A)). Generally, the temperature efficiency increases as the wind speed decreases.
Conversely, depending on the case, the evaporation temperature may decrease with frost formation, and the temperature efficiency may decrease. In this case, the reciprocal of temperature efficiency (formula (2-B)) increases. It is necessary to select the temperature efficiency or the inverse of the temperature efficiency according to the characteristics of the device.

温度効率=(熱交換器の吸込空気温度−熱交換器の吹出空気温度)/(熱交換器の吸込
空気温度−熱交換器の冷媒蒸発温度)
≒(熱交換器の吸込空気温度−熱交換器の吹出空気温度)/(熱交換器の吸込
空気温度−熱交換器の冷媒入口温度) → 増加 (2−A)
1/温度効率=(熱交換器の吸込空気温度−熱交換器の冷媒蒸発温度)/(熱交換器の
吸込空気温度−熱交換器の吹出空気温度)
≒(熱交換器の吸込空気温度−熱交換器の冷媒入口温度)/(熱交換器の
吸込空気温度−熱交換器の吹出空気温度) → 増加 (2−B)
Temperature efficiency = (heat exchanger suction air temperature−heat exchanger blown air temperature) / (heat exchanger suction
Air temperature-refrigerant evaporating temperature of heat exchanger)
≒ (heat exchanger suction air temperature-heat exchanger blown air temperature) / (heat exchanger suction
Air temperature-Heat exchanger refrigerant inlet temperature) → Increase (2-A)
1 / temperature efficiency = (suction air temperature of heat exchanger−refrigerant evaporation temperature of heat exchanger) / (of heat exchanger
(Intake air temperature-Heat exchanger air temperature)
≒ (heat exchanger intake air temperature-heat exchanger refrigerant inlet temperature) / (heat exchanger
(Intake air temperature-Heat exchanger air temperature) → Increase (2-B)

また、ショーケース13の庫内温度は吸込空気温度と吹出空気温度の平均温度として与えられる((3)式)。実際は、ショーケース熱交換器27の吹出空気温度ではなく、風路の先である庫内の吹出空気温度を用いるべきであるが、熱侵入が少なければ同程度の値となる。   Moreover, the internal temperature of the showcase 13 is given as an average temperature of the intake air temperature and the blown air temperature (equation (3)). Actually, the temperature of the blown air in the cabinet, which is the tip of the air path, should be used instead of the temperature of the blown air of the showcase heat exchanger 27.

庫内温度=(熱交換器の吸込空気温度+庫内の吹出空気温度)/2
≒(熱交換器の吸込空気温度+熱交換器の吹出空気温度)/2 (3)
Inside temperature = (suction air temperature of heat exchanger + outside air temperature inside the cabinet) / 2
≒ (Intake air temperature of heat exchanger + Outlet air temperature of heat exchanger) / 2 (3)

商品の取出口に扉の付いていないオープンショーケースにおいては、吹出風とショーケース周囲空気とがある程度入れ替わっており、これがショーケースの冷却負荷の大部分を占めている。この入れ替わりを少なくするため、吹出風によりエアーカーテンを作っているが、ショーケース熱交換器27への着霜が進み、風速が小さくなるとエアーカーテンの風速も小さくなるため、吹出風とショーケース周囲空気との入れ替わり率が増加し、吸込空気温度および庫内温度が上昇する。ショーケース13は庫内温度を一定にするように制御されているため、庫内温度が上昇すると、開閉弁25が開になっている時間を増やし、庫内温度を下げる。従って、着霜がかなり進むまでは吸込空気温度は上昇しても庫内温度は上昇しない。しかし、着霜量がさらに進むと制御し切れなくなり、庫内温度が上昇する((4)式)。   In an open showcase that does not have a door at the product outlet, the blowout air and the air around the showcase are exchanged to some extent, which occupies most of the cooling load of the showcase. In order to reduce this change, the air curtain is made by the blowing air. However, as the frosting on the showcase heat exchanger 27 proceeds and the wind speed decreases, the wind speed of the air curtain also decreases. The rate of replacement with air increases, and the intake air temperature and the internal temperature rise. Since the showcase 13 is controlled to keep the inside temperature constant, when the inside temperature rises, the time during which the on-off valve 25 is open is increased and the inside temperature is lowered. Therefore, the inside temperature does not rise even if the intake air temperature rises until the frosting is considerably advanced. However, if the amount of frost formation further proceeds, it becomes impossible to control and the internal temperature rises (equation (4)).

庫内温度 → 上昇 (4)    Inside temperature → rise (4)

なお、先の(2−A)式は、分母の吸込空気温度を庫内温度に代えた、次の(5−A)式を用いてもよい。
温度効率=(熱交換器の吸込空気温度−熱交換器の吹出空気温度)/(庫内温度−熱交換器の冷媒入口温度) → 増加 (5−A)
先の(2−B)式は、分子の吸込空気温度を庫内温度に代えた、次の(5−B)式を用いてもよい。
1/温度効率=(庫内温度−熱交換器の冷媒入口温度)/(熱交換器の吸込空気温度−熱交換器の吹出空気温度) → 増加 (5−B)
In addition, the following (5-A) type | formula which replaced the suction air temperature of the denominator with the internal temperature may be used for the previous (2-A) type | formula.
Temperature efficiency = (heat exchanger intake air temperature-heat exchanger blown air temperature) / (compartment temperature-heat exchanger refrigerant inlet temperature) → increase (5-A)
The previous formula (2-B) may be the following formula (5-B) in which the intake air temperature of the molecule is replaced with the internal temperature.
1 / Temperature efficiency = (Internal temperature-Refrigerant inlet temperature of heat exchanger) / (Intake air temperature of heat exchanger-Outlet air temperature of heat exchanger) → Increase (5-B)

また、先に述べた通り、着霜が進むと吸込空気温度は上昇し、吸込空気温度と冷媒蒸発温度との温度差も増加する((6)式)。   Further, as described above, when frosting progresses, the intake air temperature rises and the temperature difference between the intake air temperature and the refrigerant evaporation temperature also increases (equation (6)).

熱交換器の吸込空気温度−熱交換器の冷媒蒸発温度 → 増加 (6)   Intake air temperature of heat exchanger-Evaporation temperature of heat exchanger → Increase (6)

また、同様に庫内温度と冷媒蒸発温度との温度差も着霜の増加に従い増加する((7)式)。
庫内温度−熱交換器の冷媒蒸発温度 → 増加 (7)
よって、(6)式と(7)式の和も増加する((8)式)。
Similarly, the temperature difference between the internal temperature and the refrigerant evaporation temperature also increases as frost increases (formula (7)).
Internal temperature-refrigerant evaporating temperature of heat exchanger → increase (7)
Therefore, the sum of the expressions (6) and (7) also increases (expression (8)).

(熱交換器の吸込空気温度−熱交換器の冷媒蒸発温度)+(庫内温度−熱交換器の冷媒蒸発温度) → 増加 (8)   (Intake air temperature of heat exchanger−refrigerant evaporation temperature of heat exchanger) + (inside temperature−refrigerant evaporation temperature of heat exchanger) → increase (8)

すなわち、ショーケース熱交換器27の着霜量が増えると、今まで示した複数の特徴量に変化が生じる。そこで、それらの特徴量の1つだけを見るのではなく、例えば、(1)式、(2)式、(4)式および(8)式など、複数の特徴量の変化を観察することにより、より正確に着霜量の増加を捉えることが可能となる。   That is, when the amount of frost formation on the showcase heat exchanger 27 increases, a change occurs in the plurality of feature amounts shown so far. Therefore, instead of looking at only one of these feature amounts, for example, by observing changes in a plurality of feature amounts such as Equation (1), Equation (2), Equation (4), and Equation (8). It becomes possible to capture the increase in the amount of frost formation more accurately.

なお、図3に示すように、吹出空気温度センサが32A,32B,33のように複数設置されている場合には、これら全てまたはこれらのうちから抽出された複数のセンサの平均値を吹出空気温度として利用するか、あるいはこれらのうちの1つを吹出空気温度として利用するのがよい。   In addition, as shown in FIG. 3, when a plurality of blown air temperature sensors are installed like 32A, 32B, and 33, the average value of all of these or a plurality of sensors extracted from these is used as the blown air. It may be used as a temperature, or one of these may be used as a blown air temperature.

ところで、スーパーマーケットにおいては、朝から夜、例えば9:00〜22:00、が営業時間で、それ以外が営業時間外となっている場合がある。営業時間内は、客が商品を選んで購入する時間帯であり、この時間帯に除霜運転が入ると、庫内温度が上昇してしまう。除霜運転により商品そのものの温度上昇はあまりないものの、庫内温度が上がっているのは、店のイメージ面ではいいことではなく、また場合によっては再び冷えるまでに商品に結露が生じる可能性もあり、できる限り除霜運転は営業時間外に行った方が望ましい。従って、従来は、タイマーによって制御し、営業時間外あるいは比較的客や商品の少ない時間帯に除霜運転が入るようにセットされていた。   By the way, in the supermarket, from morning to night, for example, 9:00 to 22:00 may be business hours, and the rest may be outside business hours. The business hours are time periods in which customers select and purchase products. If the defrosting operation is performed during this time period, the internal temperature rises. Although the temperature of the product itself does not increase much due to the defrosting operation, it is not good for the store image that the temperature inside the store is raised, and in some cases, condensation may occur on the product before it cools down again Yes, it is desirable to perform the defrosting operation outside business hours as much as possible. Therefore, conventionally, it has been set to be controlled by a timer so that the defrosting operation is performed outside the business hours or during a time zone when there are relatively few customers or products.

そのため、上記のような特徴量によって、ショーケース熱交換器27への着霜量の増加を検知し、除霜運転を行うべき時期を検出できたとしても、すぐに除霜運転を行うのではなく、従来と同じように、営業時間外あるいは比較的客や商品の少ない時間帯に除霜運転を行うべきであり、タイマーまたはそれに準じた手段からの除霜実行信号と同期した除霜運転が必要になる。   Therefore, even if the increase in the amount of frost applied to the showcase heat exchanger 27 is detected by the feature amount as described above and the time when the defrost operation should be performed can be detected, the defrost operation is not performed immediately. As before, the defrosting operation should be performed outside the business hours or during a time when there are relatively few customers or products, and the defrosting operation synchronized with the defrosting execution signal from the timer or equivalent means is not required. I need it.

しかし、従来のタイマーだけによって除霜運転を行う方式では、着霜量が少なく除霜を行わなくてもよい状態でも除霜運転に入ってしまい、エネルギーの無駄が生じる場合が多かった。そこで、前述のような方法にて、着霜量の増加による温度効率の上昇、または冷却能力の低下による庫内温度上昇などを検知し、除霜が必要になった場合にタイマーと同期させて除霜運転を行うのが望ましい。   However, in the method of performing the defrosting operation only by the conventional timer, the defrosting operation is entered even in a state where the amount of frost formation is small and the defrosting is not necessary, and energy is often wasted. Therefore, the method described above detects an increase in temperature efficiency due to an increase in the amount of frost formation, an increase in the internal temperature due to a decrease in cooling capacity, etc., and synchronizes with the timer when defrosting is necessary. It is desirable to perform a defrosting operation.

一方、着霜量が増加しすぎると、次のタイマーによる除霜タイミングまで、冷却能力を維持できない可能性がある。従って、ショーケース熱交換器27への着霜量の増加を早期に検出することが重要となる。   On the other hand, if the amount of frost formation increases too much, the cooling capacity may not be maintained until the next defrosting timing by the timer. Accordingly, it is important to detect an increase in the amount of frost on the showcase heat exchanger 27 at an early stage.

そこで、ここでは、ショーケース熱交換器27への着霜量を早期に検出するため、先に述べたような複数の特徴量を用い、それらの特徴量に対し、2つの異なった判定ルール則にて判定を行う。本実施の形態では、この判定ルール則に、「限界値」と「予兆値」という2つの概念を用いる。
各特徴量は、運転中に一定値となるものではなく、着霜量が少なくても常に変動している。従って、着霜量または冷却能力の低下を正確に検知するためには、各特徴量の閾値を大きめに設定する必要がある。しかし、大きめに設定しすぎると、次の除霜タイミングまで冷却能力を維持できなくなる。そのため、そのような冷却能力を維持できなくなる境界値またはその近傍の値を限界値として設定し利用する。一方で、なるべく早期に着霜量または冷却能力の低下を検知するためには、各特徴量の閾値をなるべく小さくする必要がある。ただし、小さくしすぎると、閾値が通常の変動範囲に入ってしまい誤検知が生じ易くなる。そこで、限界値に至る手前の値、すなわち限界値より小さい値であって、通常の変動範囲からは十分外れて誤検知を生じさせない値である予兆値を併せて設定し利用する。
例えば、特徴量1、特徴量2、特徴量3の3つの特徴量を用いた場合には、例えば以下のようなルール則にて除霜運転開始の判定を行う。
Therefore, here, in order to detect the amount of frost on the showcase heat exchanger 27 at an early stage, a plurality of feature amounts as described above are used, and two different determination rule rules are used for these feature amounts. Make a decision at. In the present embodiment, two concepts of “limit value” and “predictive value” are used for this determination rule rule.
Each feature amount is not a constant value during operation, and always varies even if the amount of frost formation is small. Therefore, in order to accurately detect a decrease in the amount of frost formation or the cooling capacity, it is necessary to set a large threshold value for each feature amount. However, if it is set too large, the cooling capacity cannot be maintained until the next defrosting timing. Therefore, a boundary value at which such cooling capacity cannot be maintained or a value in the vicinity thereof is set and used as a limit value. On the other hand, in order to detect a decrease in the amount of frost formation or the cooling capacity as early as possible, it is necessary to make the threshold value of each feature amount as small as possible. However, if the value is too small, the threshold value enters the normal fluctuation range, and erroneous detection is likely to occur. Therefore, a predictive value, which is a value before reaching the limit value, that is, a value smaller than the limit value and sufficiently deviates from the normal fluctuation range and does not cause false detection is also set and used.
For example, when the three feature amounts of the feature amount 1, the feature amount 2, and the feature amount 3 are used, the start of the defrosting operation is determined based on the following rule rule, for example.

特徴量1>限界値1 or 特徴量2>限界値2 or 特徴量3>限界値3の時には除霜運転を開始 (9)
特徴量1>予兆値1 and 特徴量2>予兆値2 and 特徴量3>予兆値3の時には除霜運転を開始 (10)
Feature value 1> limit value 1 or feature value 2> limit value 2 or feature value 3> limit value 3 starts defrosting operation (9)
Feature value 1> Sign value 1 and Feature value 2> Sign value 2 and Feature value 3> Sign value 3 starts defrosting operation (10)

限界値と予兆値は各特徴量毎に設定される値であり、ここでは以下のように設定する。
予兆値=α×(特徴量の最大値−特徴量の平均値)+特徴量の平均値 (11)
限界値=β×(特徴量の最大値−特徴量の平均値)+特徴量の平均値 (12)
α、βに関しては、各特徴量毎に最適な値に設定する。例えば、上記(1)式の「熱交換器の吸込空気温度−熱交換器の吹出空気温度」の特徴量の場合は、α=0.2、β=0.7のように設定する。また、上記(2)式で定義される特徴量の場合は、α=0.2、β=0.6程度が最適である。
The limit value and the sign value are values set for each feature amount, and are set as follows here.
Predictive value = α × (maximum feature value−average feature value) + average feature value (11)
Limit value = β × (maximum feature value−average feature value) + average feature value (12)
α and β are set to optimum values for each feature amount. For example, in the case of the feature quantity of “the heat exchanger intake air temperature−the heat exchanger blown air temperature” in the above equation (1), α = 0.2 and β = 0.7 are set. In the case of the feature amount defined by the above equation (2), α = 0.2 and β = 0.6 are optimal.

なお、特徴量を2つ用いる場合や特徴量を4つ以上用いる場合にも、特徴量の個数に応じて、上記の式(9)および式(10)と同様の判定ルール則を適用する。   Even when two feature quantities are used or when four or more feature quantities are used, the same determination rule rule as the above formulas (9) and (10) is applied according to the number of feature quantities.

予兆値と限界値は冷却運転中のデータを基に設定し、記憶する。ここで、予兆値と限界値の設定方法を、図5のフローチャートに従い説明する。図5は、実施の形態1における冷却能力または着霜量の推定/除霜許可手段による予兆値、限界値を設定するフローチャートである。
除霜運転が終了し、冷却運転が開始されると、冷却能力または着霜量の推定/除霜許可手段は、図5の予兆値および限界値の設定動作に入る。図5において、まず学習済フラグが0か否かを判断する(ST1)。初期は学習済フラグは0である。初期学習を行っていなければ(学習済フラグが0であれば)、次いで、庫内温度が庫内目標温度+k以下か否かを判断する(ST2)。除霜開始後の冷却初期は庫内温度が高くなっており、庫内温度がある程度低くなってから学習を開始する必要があるためである。そして庫内温度が目標温度近辺にまで冷えていたら(例えば目標温度+5℃以下だったら)、利用予定の特徴量のデータを測定または取得し、各特徴量のデータの平均値および最大値を算出し、学習する(ST3)。特徴量の平均値および最大値は、学習時間中、逐次更新する。ただし、極端に値の離れたノイズと思われる特徴量データについては、除外するものとする。そして、学習した特徴量のデータ数がある程度の数、例えば30個、になるか、学習時間が一定時間、例えば2時間、過ぎたら、学習を完了し(ST4)、学習済フラグを1にセットする(ST5)。そして、(11)式、(12)式に従い、各特徴量毎に、予兆値および限界値をセットする(ST6)。なお、予兆値は限界値に至る前の限界値よりも小さい値であり、従ってαはβよりも小さい値に設定される。
The predictive value and limit value are set and stored based on the data during the cooling operation. Here, a method for setting the predictor value and the limit value will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 5 is a flowchart for setting a predictor value and a limit value by the cooling capacity or frost formation amount estimation / defrosting permission unit according to the first embodiment.
When the defrosting operation is completed and the cooling operation is started, the cooling capacity or the amount of frost formation estimation / defrosting permission means starts the operation for setting the predictive value and the limit value in FIG. In FIG. 5, it is first determined whether or not the learned flag is 0 (ST1). Initially, the learned flag is 0. If initial learning is not performed (if the learned flag is 0), it is then determined whether or not the internal temperature is equal to or lower than the internal target temperature + k (ST2). This is because the internal temperature is high at the initial stage of cooling after the start of defrosting, and it is necessary to start learning after the internal temperature has decreased to some extent. Then, if the internal temperature has cooled down to near the target temperature (for example, if the target temperature is + 5 ° C or less), measure or acquire the feature value data to be used, and calculate the average value and maximum value of each feature value data. And learn (ST3). The average value and the maximum value of the feature amount are sequentially updated during the learning time. However, feature amount data that seems to be extremely distant noise is excluded. When the number of learned feature quantity data reaches a certain number, for example, 30, or when the learning time has passed a certain time, for example, 2 hours, the learning is completed (ST4) and the learned flag is set to 1. (ST5). Then, according to the equations (11) and (12), the predictor value and the limit value are set for each feature amount (ST6). The sign value is smaller than the limit value before reaching the limit value, and therefore α is set to a value smaller than β.

特徴量データを学習するデータ数としては、データのばらつきから考えて、20個から30個くらいが望ましいが、それに限るものではない。また、ここでは予兆値および限界値を、最大値と平均値との差に定数を掛けたものに平均値を加えて求めているが、それに限られるものではなく、ショーケース熱交換器27の冷却能力または着霜量の限界値および予兆値が設定できる他のどんな式を利用してもよい。   The number of data for learning the feature data is preferably about 20 to 30 in view of data variation, but is not limited thereto. Here, the predictive value and the limit value are obtained by adding the average value to the difference between the maximum value and the average value multiplied by a constant. However, the present invention is not limited to this, and the showcase heat exchanger 27 Any other formula that can set the limit value and predictive value of the cooling capacity or the amount of frost formation may be used.

学習が終了し、各特徴量毎の予兆値および限界値が設定されたら、冷却能力または着霜量の推定/除霜許可手段は、着霜量または冷却能力低下判定(推定)に入る。次に、図6を用いてその判定動作を説明する。図6は、実施の形態1における冷却能力または着霜量の推定/除霜許可手段による熱交換器の冷却能力または着霜量の推定の一例を示すフローチャートである。なお、この例では、特徴量が3つの場合を例に説明を行っているが、特徴量の数はこれに限られるものではない。
まず、学習済フラグが1か否かを見て初期学習が完了しているかを判断する(ST11)。初期学習が完了していれば次に移り、特徴量1が限界値1を超えているか(ST12)、特徴量2が限界値2を超えているか(ST13)、特徴量3が限界値3を超えているか(ST14)、特徴量1が予兆値を超えていてかつ特徴量2が予兆値2を超えていてかつ特徴量3が予兆値3を超えているか(ST15)、のいずれかが成り立った場合、着霜量が増加しているまたは冷却能力が低下していると推定し、除霜を行う必要があると判断して、除霜フラグを1にセットする(ST16)。すなわち、各特徴量全部が予兆値を超えたら着霜限界と判断し、各特徴量のいずれかが限界値を超えたら着霜限界と判断して、ヒータ40の動作開始許可の信号(除霜フラグ)を発する。このように、同一の特徴量を用いて、異なる判断ロジックによって判断することにより、早期かつ確実に着霜量限界による冷却能力低下を検知することができる。
When learning is completed and the predictive value and limit value for each feature amount are set, the cooling capacity or frost amount estimation / defrost permission means enters the frost amount or cooling capacity decrease determination (estimation). Next, the determination operation will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing an example of the estimation of the cooling capacity or frost amount of the heat exchanger by the cooling capacity or frost amount estimation / defrosting permission means in the first embodiment. In this example, the case where there are three feature amounts is described as an example, but the number of feature amounts is not limited to this.
First, it is determined whether the initial learning is completed by checking whether the learned flag is 1 (ST11). If the initial learning is completed, the process proceeds to the next, whether the feature quantity 1 exceeds the limit value 1 (ST12), the feature quantity 2 exceeds the limit value 2 (ST13), or the feature quantity 3 reaches the limit value 3. Either the feature value 1 exceeds the predictive value, the feature value 2 exceeds the predictive value 2, and the feature value 3 exceeds the predictive value 3 (ST15). If it is determined that the amount of frost formation has increased or the cooling capacity has decreased, it is determined that defrosting needs to be performed, and the defrost flag is set to 1 (ST16). That is, if all the feature values exceed the predictive value, it is determined that the frost limit is reached, and if any one of the feature values exceeds the limit value, it is determined that the frost limit is reached. Flag). In this way, by using different determination logics using the same feature amount, it is possible to detect the cooling capacity decrease due to the frost amount limit early and reliably.

ただし、以上により除霜フラグがセットされても(ヒータ40の動作開始許可の信号が出されても)、すぐに除霜を行うわけではなく、次のタイマーでの設定時刻になるまで待ち、タイマーと同期させて除霜運転を行う。次に図7を用いてその動作を説明する。図7は、ショーケース内制御基板42による、動作開始許可信号と除霜実行信号とに基づくヒータ40の除霜運転制御の一例を示すフローチャートである。図7において、除霜フラグが1にセットされているか否かを判断し(ST21)、除霜フラグがセットされていた場合は、除霜タイマーが指定時刻になったか否かを判断し(ST22)、指定時刻になっていたら、学習済フラグと除霜フラグをクリアし(ST23)、除霜運転を行う(ST24)。すなわち、除霜フラグがセットされていても、除霜タイマーが指定時刻にならない限りは除霜は行わないようになっている。   However, even if the defrost flag is set as described above (even if the operation start permission signal of the heater 40 is issued), the defrost is not performed immediately, but waits until the set time in the next timer, The defrosting operation is performed in synchronization with the timer. Next, the operation will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart showing an example of the defrosting operation control of the heater 40 based on the operation start permission signal and the defrosting execution signal by the control board 42 in the showcase. In FIG. 7, it is determined whether or not the defrost flag is set to 1 (ST21). If the defrost flag is set, it is determined whether or not the defrost timer has reached the specified time (ST22). ) If the designated time is reached, the learned flag and the defrost flag are cleared (ST23), and the defrost operation is performed (ST24). That is, even if the defrost flag is set, defrosting is not performed unless the defrost timer reaches the designated time.

なお、除霜タイマーはショーケース13内に内蔵されていても構わないし、ショーケースの外部に設置されていても構わない。また、除霜タイマーと同じ機能の手段が、ショーケース内制御基板42に組み込まれていても構わない。また、除霜タイマーは、通常の時計式の時刻を設定できるものでもよいし、経過時間のみを設定できるものでもよく、アナログ式のものでもデジタル式のものでも構わない。また、除霜タイマーは、一定時間毎または指定時刻にショーケース内制御基板42に信号を送出できるものであればよい。すなわち、除霜タイマーとしては、タイマーとして機能するものであれば何でもよく、タイマーの他、例えばパソコンやその他外部機器からの指令などであっても構わない。   Note that the defrost timer may be built in the showcase 13 or may be installed outside the showcase. Also, means having the same function as the defrost timer may be incorporated in the showcase control board 42. In addition, the defrost timer may be one that can set a normal clock-type time, one that can set only the elapsed time, and one that is analog or digital. Moreover, the defrost timer should just be what can send a signal to the control board 42 in a showcase for every fixed time or a designated time. That is, any defrosting timer may be used as long as it functions as a timer, and other than the timer, for example, a command from a personal computer or other external device may be used.

なお、ショーケース13の冷凍サイクル内を循環する冷媒は、どんなものでもよく、二酸化炭素、炭化水素、ヘリウムのような自然冷媒、HFC410A、HFC407Cなどの代替冷媒など塩素を含まない冷媒、もしくは既存の製品に使用されているR22、R134aなどのフロン系冷媒のいずれでもよい。   The refrigerant circulating in the refrigeration cycle of the showcase 13 may be any refrigerant, such as carbon dioxide, hydrocarbons, natural refrigerants such as helium, refrigerants that do not contain chlorine, such as alternative refrigerants such as HFC410A and HFC407C, or existing refrigerants. Any of chlorofluorocarbon refrigerants such as R22 and R134a used in products may be used.

また、圧縮機11は、レシプロ、ロータリー、スクロール、スクリューなどの各種タイプのいずれのものを用いてもよく、回転数可変可能のものでも、回転数固定のものでも構わない。   The compressor 11 may be of any type such as reciprocating, rotary, scroll, screw, etc., and may be a variable speed or a fixed speed.

また、ここでは冷媒の蒸発温度を検出する温度センサが熱交換器の入口側に設置されている場合を例に説明を行ったが、冷媒の蒸発温度が検出できる位置であればどこでもよく、熱交換器の中央付近に設置してもよい。また、冷媒の圧力を測定する圧力センサを圧縮機の吸入から膨張手段に至る流路のいずれかに設置し、これを蒸発温度に換算するようにすれば冷媒温度センサは設置しなくてもよい。   In addition, here, the case where the temperature sensor for detecting the evaporation temperature of the refrigerant is installed on the inlet side of the heat exchanger has been described as an example. However, any position where the evaporation temperature of the refrigerant can be detected may be used. It may be installed near the center of the exchanger. Further, if a pressure sensor for measuring the pressure of the refrigerant is installed in any of the flow paths from the suction of the compressor to the expansion means and converted into the evaporation temperature, the refrigerant temperature sensor may not be installed. .

また、ここでは、除霜運転の開始を判断する特徴量として、空気温度と冷媒温度から演算される値を用いたが、これに限るものではなく、冷却能力または冷却能力の低下を判断できるものであればどんなものでもよい。例えば、冷媒の流量が分かっていれば、圧力と温度を測定して、熱交換器の入口冷媒エンタルピーと出口冷媒エンタルピーを演算することにより、冷却能力を直接演算、把握することができ、除霜要否の判断に使用することができる。   In addition, here, the value calculated from the air temperature and the refrigerant temperature is used as the feature amount for determining the start of the defrosting operation. However, the value is not limited to this, and it is possible to determine the cooling capacity or the decrease in the cooling capacity. Anything is acceptable. For example, if the flow rate of the refrigerant is known, the cooling capacity can be directly calculated and grasped by measuring the pressure and temperature, and calculating the inlet refrigerant enthalpy and outlet refrigerant enthalpy of the heat exchanger. It can be used to determine necessity.

また、ここでは、冷凍機11にショーケース13が2台接続されている場合を例に説明を行ったが、これに限るものではなく、1台でも構わないし、3台以上接続されていても構わない。   In addition, here, the case where two showcases 13 are connected to the refrigerator 11 has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and there may be one or even three or more. I do not care.

また、冷凍機11に液溜24が内蔵されている場合を例に説明を行ったが、当然、液溜24がない構成でもよく、何ら作用効果が変わるわけではない。   In addition, the case where the liquid reservoir 24 is built in the refrigerator 11 has been described as an example, but naturally, the configuration without the liquid reservoir 24 may be used, and the operational effect is not changed at all.

また、冷凍機11内に、圧縮機21、室外熱交換器22、室外熱交換器用ファン23、液溜24が内蔵されている場合を例に説明を行ったが、これに限るものではなく、室外熱交換器22および室外熱交換器用ファン23が圧縮機21とは別体に置かれているリモートコンデンサ方式のものであっても構わない。   Moreover, although the case where the compressor 21, the outdoor heat exchanger 22, the fan 23 for outdoor heat exchangers, and the liquid reservoir 24 were incorporated in the refrigerator 11 was demonstrated as an example, it is not restricted to this, The outdoor heat exchanger 22 and the outdoor heat exchanger fan 23 may be of a remote condenser type in which they are placed separately from the compressor 21.

また、冷凍装置が扉のないオープンショーケースである場合を例に説明を行ったが、扉が付いているリーチインショーケース、冷蔵・冷凍倉庫に用いられるユニットクーラ、その他何でも構わない。類似の構成のものであれば、ルームエアコンやパッケージエアコンなどの空調機でも同様の効果を奏する。   Further, the case where the refrigeration apparatus is an open showcase without a door has been described as an example, but a reach-in showcase with a door, a unit cooler used in a refrigerator / freezer warehouse, and the like may be used. If it has a similar structure, the same effect can be obtained with an air conditioner such as a room air conditioner or a packaged air conditioner.

また、冷凍機11とショーケース13が別体になっている別置型のショーケースを例に説明を行ったが、ショーケース13内に圧縮機21、室外熱交換器22などを内蔵した内蔵型のショーケースであってもよく、同様の効果を奏する。   Further, although an explanation has been given by taking as an example a stand-alone type showcase in which the refrigerator 11 and the showcase 13 are separate, the built-in type in which the showcase 13 includes a compressor 21, an outdoor heat exchanger 22, and the like. The showcase may be the same effect.

さらに、上記実施の形態における着霜量推定手段または冷却能力推定手段として、ショーケース熱交換器27の着霜量またはそれに準ずるものを直接測定する構成を採用してもよく、同様の効果を奏する。例えば、図8に示すように、LEDなどの光センサの発光部47aと受光部47bとからなる光学式着霜センサ47を、熱交換器27のフィン27a近辺に配置し、霜の厚さによる反射率(発光量に対する受光量の比)の変化を測定し、その変化を光量判定制御部48で着霜量に換算するようにしてもよい。また、霜に触れる位置に電極を配置し、霜と空気の静電容量の違いから霜の厚さを測定するようにしてもよい。また、サーモパイルなどにより非接触で対象物の温度を測定する放射温度センサなどにより、霜の表面温度を測定するようにしてもよい。霜は成長に従い、表面温度が上がって空気温度に近づいてくるため、霜の表面温度を測定し、霜の厚さに換算し、着霜量を把握することも可能である。   Furthermore, as the frost formation amount estimation unit or the cooling capacity estimation unit in the above embodiment, a configuration in which the frost formation amount of the showcase heat exchanger 27 or the equivalent thereof is directly measured may be employed, and the same effect is achieved. . For example, as shown in FIG. 8, an optical frosting sensor 47 composed of a light emitting part 47a and a light receiving part 47b of an optical sensor such as an LED is disposed in the vicinity of the fin 27a of the heat exchanger 27 and depends on the thickness of the frost. A change in the reflectance (ratio of the amount of received light with respect to the amount of emitted light) may be measured, and the change may be converted into a frost amount by the light quantity determination control unit 48. Moreover, an electrode may be arrange | positioned in the position which touches frost, and you may make it measure the thickness of frost from the difference in the electrostatic capacitance of frost and air. Moreover, you may make it measure the surface temperature of frost with the radiation temperature sensor etc. which measure the temperature of a target object non-contactingly with a thermopile etc. FIG. As the frost grows, the surface temperature rises and approaches the air temperature. Therefore, the surface temperature of the frost is measured, converted into the thickness of the frost, and the amount of frost formation can be grasped.

以上のように本実施の形態の冷凍装置は、熱交換器への着霜量または冷却能力の低下を検出して除霜運転を行うことにより、無駄なエネルギーの投入を防いで省エネにすることができ、タイマーと同期させて除霜運転を行うことにより、店の閉店時間などの客の少ない時間帯に合わせて除霜運転を行うことができ、店の運用を阻害せず、省エネにすることができる。   As described above, the refrigeration apparatus of the present embodiment detects energy loss by detecting a decrease in the amount of frost on the heat exchanger or the cooling capacity and performing a defrosting operation, thereby preventing energy from being wasted. By performing defrosting operation in synchronization with the timer, it is possible to perform defrosting operation according to the time when there are few customers such as closing time of the store, and it does not disturb the operation of the store and saves energy be able to.

実施の形態2.
実施の形態1では、複数のショーケースが別々に動作する場合について説明を行ったが、実際には複数のショーケースが連動して制御される場合もある。本実施の形態2では、図9を用いて、これについて説明する。なお、実施の形態1と同一の部分に付いては説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the case where a plurality of showcases operate separately has been described, but in reality, the plurality of showcases may be controlled in conjunction with each other. In the second embodiment, this will be described with reference to FIG. Note that the description of the same parts as those in Embodiment 1 is omitted.

図9において、ショーケースは、グループ1(ショーケース13a〜13c)、グループ2(ショーケース13d〜13h)、グループ3(ショーケース13i〜13k)の3つのグループに分けられて、店舗14内に複数隣接して設置されている。このような場合に、それぞれの隣接したショーケースにおいてばらばらに除霜運転を行うと、ショーケースの壁面を通じて除霜時の熱が隣接するショーケースに伝わるため、余計な冷却エネルギーが発生し消費電力が増大する。また、隣接するショーケースの除霜熱の影響で、ショーケース庫内の壁面近辺の食品の温度が上がり、品質面でも問題がある。そこで、隣接する複数のショーケースをグループとしてまとめ、除霜運転はグループ単位で行うように設定する。そして、これらのショーケースのグループ管理は、統合コントローラ15により行っている。統合コントローラ15は、各ショーケース13a〜13kにあるショーケース内制御基板42(図3参照)と接続される。   In FIG. 9, the showcases are divided into three groups, group 1 (showcases 13a to 13c), group 2 (showcases 13d to 13h), and group 3 (showcases 13i to 13k). Several are installed adjacent to each other. In such a case, if the defrosting operation is performed separately in each adjacent showcase, the heat during defrosting is transmitted to the adjacent showcase through the wall of the showcase, so extra cooling energy is generated and power consumption Will increase. In addition, the temperature of food near the wall surface in the showcase cabinet rises due to the effect of defrosting heat from adjacent showcases, and there is a problem in terms of quality. Therefore, a plurality of adjacent showcases are grouped together and the defrosting operation is set to be performed in groups. The group management of these showcases is performed by the integrated controller 15. The integrated controller 15 is connected to the in-showcase control board 42 (see FIG. 3) in each of the showcases 13a to 13k.

すなわち、除霜開始の要否の最終判定は各ショーケース13a〜13k内の制御基板42で行い、除霜が必要と判断した場合は、各ショーケース毎に除霜フラグを立てる。そして、統合コントローラ15は各ショーケース内各制御基板42から除霜フラグの値を通信で取得し、各グループのショーケースのうち1台でも除霜フラグが立っていれば、そのグループの全ショーケースに対し、次の除霜タイマーでの指定時刻と同期させて除霜運転を行うように信号を出す。また、グループ内のどのショーケースの除霜フラグも立っていなければ、統合コントローラ15はそのグループのショーケースに対しては除霜信号(除霜実行信号)を出さず、除霜運転をスキップさせ、次のタイマーでの指定時刻まで除霜運転を行わないようにしている。このようにすることにより、ランダムなショーケースの除霜運転に起因する、壁を通しての無駄なエネルギーの侵入を防いで、確実な省エネがはかれる。   That is, the final determination of whether or not to start defrosting is performed by the control board 42 in each showcase 13a to 13k. If it is determined that defrosting is necessary, a defrost flag is set for each showcase. And the integrated controller 15 acquires the value of a defrost flag from each control board 42 in each showcase by communication, and if even one defrost flag stands among the showcases of each group, all the shows of the group will be shown. A signal is sent to the case so as to perform the defrosting operation in synchronization with the designated time in the next defrosting timer. If no defrost flag is set for any showcase in the group, the integrated controller 15 does not issue a defrost signal (defrost execution signal) to the showcase for that group, and skips the defrost operation. The defrosting operation is not performed until the designated time at the next timer. By doing in this way, useless energy intrusion through the wall due to random defrosting operation of the showcase is prevented, and reliable energy saving is achieved.

なお、複数のグループのショーケースを1つの統合コントローラに接続するようにしてもよいし、各グループ毎に別々の統合コントローラに接続するようにしてもよい。   A plurality of groups of showcases may be connected to one integrated controller, or each group may be connected to a separate integrated controller.

また、上記除霜タイマーは、統合コントローラ15に接続されていてもよいし、各ショーケース内制御基板42に接続されていても構わない。統合コントローラ15に接続した場合は、タイマーが一つでよく安価に構成できる利点がある。一方、ショーケース内制御基板42に接続した場合は、統合コントローラ15は、ショーケース内制御基板42間から受信した1か0かの信号を加算し、これが1以上か否かで除霜の有無を判断することができ、統合コントローラ15に複雑な演算手段を持たせる必要がないという利点がある。   Further, the defrost timer may be connected to the integrated controller 15 or may be connected to each in-showcase control board 42. When connected to the integrated controller 15, there is an advantage that only one timer is required and the configuration can be made inexpensively. On the other hand, when connected to the in-showcase control board 42, the integrated controller 15 adds the 1 or 0 signal received from between the in-showcase control boards 42, and whether or not defrosting is present depending on whether or not it is 1 or more. There is an advantage that the integrated controller 15 does not need to have complicated calculation means.

また、統合コントローラ15と各ショーケース内制御基板42間の通信は、1か0かのデジタル信号、アナログ電圧信号、無電圧接点信号、文字列を通信する方式など、どんな通信方式を用いても構わない。   In addition, the communication between the integrated controller 15 and the control board 42 in each showcase can be performed using any communication method such as a digital signal of 1 or 0, an analog voltage signal, a no-voltage contact signal, or a character string communication method. I do not care.

また、統合コントローラ15と各ショーケース内制御基板42の接続は、信号やデータの送受信が可能になっていればどんな方式でもよく、有線、無線あるいはその他の通信手段であっても構わない。   Further, the connection between the integrated controller 15 and each in-showcase control board 42 may be any method as long as signals and data can be transmitted and received, and may be wired, wireless, or other communication means.

また、統合コントローラ15を複数設置した場合は、それぞれの統合コントローラ同士で信号のやり取りを行い、これらを連携させて制御するようにしても構わない。   When a plurality of integrated controllers 15 are installed, signals may be exchanged between the integrated controllers, and these may be linked and controlled.

また、統合コントローラ15は、冷凍装置13の近くに設置してもよいし、インターネットや電話回線を介して遠隔に設置してもよい。冷凍装置の近くに設置すると、制御速度を向上させることができ、安定性のよい制御システムを得ることができるし、遠隔に設置すると、現地のコントローラ設置スペースの削減になる。   Further, the integrated controller 15 may be installed near the refrigeration apparatus 13, or may be installed remotely via the Internet or a telephone line. When installed near the refrigeration apparatus, the control speed can be improved, a stable control system can be obtained, and when installed remotely, the local controller installation space can be reduced.

以上のように本実施の形態の冷凍システムは、隣接したショーケースでの除霜タイミングを一致させることにより、ショーケースの壁を通しての無駄なエネルギーの侵入を防ぎ、確実に省エネにできる。   As described above, the refrigeration system according to the present embodiment can prevent energy from entering through the wall of the showcase by matching the defrosting timings in adjacent showcases, and can surely save energy.

この発明の実施の形態1に係る冷凍装置の店舗への設置を示す説明図。Explanatory drawing which shows the installation to the shop of the freezing apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る冷凍装置の冷媒回路図。The refrigerant circuit figure of the freezing apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る冷凍装置のショーケースの内部構成図。The internal block diagram of the showcase of the refrigeration apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 冷凍装置の熱交換器内での空気温度の変化を示す図。The figure which shows the change of the air temperature in the heat exchanger of a freezing apparatus. 実施の形態1における冷却能力または着霜量の推定/除霜許可手段による予兆値、限界値を設定するフローチャート。The flowchart which sets the predictive value and limit value by the estimation / defrost permission means of the cooling capacity or the amount of frost formation in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における冷却能力または着霜量の推定/除霜許可手段による熱交換器の冷却能力または着霜量の推定および除霜許可設定のフローチャート。The flowchart of the estimation of the cooling capacity or the amount of frost formation of a heat exchanger by the estimation / defrost permission means of the cooling capacity or the amount of frost formation in Embodiment 1, and a defrost permission setting. 実施の形態1における動作開始許可信号と除霜実行信号とに基づく除霜運転制御のフローチャート。The flowchart of the defrost operation control based on the operation start permission signal and defrost execution signal in Embodiment 1. 光学式着霜検知方法の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the optical frosting detection method. この発明の実施の形態2を示す冷凍システムの店舗への接続図の詳細図。The detail drawing of the connection figure to the store of the refrigerating system which shows Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 空調用室外機、11 冷蔵用または冷凍用冷凍機、12 空調用室内機、13 冷蔵用または冷凍用ショーケース、14 店舗、15 統合コントローラ、21 圧縮機、22 室外熱交換器、23 室外熱交換器用ファン、24 液溜、25 開閉弁、26 膨張手段、27 ショーケース熱交換器、28 ショーケース熱交換器用ファン、30 ショーケース熱交換器冷媒入口温度センサ、31 ショーケース熱交換器吸込空気温度センサ、32A,32B ショーケース熱交換器吹出空気温度センサ、40 ヒータまたは他の除霜手段、41 タイマー、42 ショーケース内制御基板、43 マイクロコンピュータ(冷却能力または着霜量の推定/除霜許可手段)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outdoor unit for air conditioning, 11 Refrigerator for refrigeration or freezing, 12 Indoor unit for air conditioning, 13 Showcase for refrigeration or freezing, 14 stores, 15 Integrated controller, 21 Compressor, 22 Outdoor heat exchanger, 23 Outdoor heat Exchanger fan, 24 liquid reservoir, 25 on-off valve, 26 expansion means, 27 showcase heat exchanger, 28 showcase heat exchanger fan, 30 showcase heat exchanger refrigerant inlet temperature sensor, 31 showcase heat exchanger intake air Temperature sensor, 32A, 32B Showcase heat exchanger blown air temperature sensor, 40 heater or other defrosting means, 41 timer, 42 control board in showcase, 43 microcomputer (estimation of cooling capacity or amount of frost formation / defrosting) Permission means).

Claims (8)

熱交換器と、前記熱交換器に冷熱を供給する冷却運転手段と、前記熱交換器に付着した霜を除霜する除霜運転手段と、前記冷却運転における前記熱交換器の冷却能力または冷却能力の低下を推定する冷却能力推定手段と、前記冷却能力推定手段の推定結果に基づいて前記除霜運転手段の動作開始を許可する除霜許可手段とを有し、
前記除霜運転手段は、前記除霜許可手段が前記動作開始を許可した場合、装置の内部の又は外部からの除霜実行信号と同期して前記熱交換器の除霜を行う冷凍装置であって、
前記冷却能力推定手段は、前記熱交換器の冷却能力を表す複数の特徴量と、前記複数の特徴量に関してそれぞれ設定した各限界値と各限界値に至る前の各予兆値とを用い、前記複数の特徴量毎に対応する前記限界値および前記予兆値と比較し、それらの比較結果に基づいて推定を行うことを特徴とする冷凍装置。
A heat exchanger, cooling operation means for supplying cold heat to the heat exchanger, defrosting operation means for defrosting frost adhering to the heat exchanger, and cooling capacity or cooling of the heat exchanger in the cooling operation Cooling capacity estimating means for estimating a decrease in capacity, and defrost permission means for permitting the start of operation of the defrosting operation means based on the estimation result of the cooling capacity estimation means,
The defrosting operation means is a refrigeration apparatus that defrosts the heat exchanger in synchronization with a defrosting execution signal from inside or outside the apparatus when the defrosting permission means permits the operation start. And
The cooling capacity estimation means uses a plurality of feature quantities representing the cooling capacity of the heat exchanger, each limit value set for each of the plurality of feature quantities and each predictive value before reaching each limit value, and A refrigeration apparatus that compares with the limit value and the predictor value corresponding to each of a plurality of feature amounts and performs estimation based on the comparison result .
熱交換器と、前記熱交換器に冷熱を供給する冷却運転手段と、前記熱交換器に付着した霜を除霜する除霜運転手段と、前記冷却運転における前記熱交換器の冷却能力または冷却能力の低下を推定する冷却能力推定手段と、前記冷却能力推定手段の推定結果に基づいて前記除霜運転手段の動作開始を許可する除霜許可手段とを有し、
前記除霜運転手段は、前記除霜許可手段が前記動作開始を許可していない場合、装置の内部のまたは外部からの除霜実行信号が入っても前記熱交換器の除霜を行わず、次の除霜タイミングまで除霜開始を延長する冷凍装置であって、
前記冷却能力推定手段は、前記熱交換器の冷却能力を表す複数の特徴量と、前記複数の特徴量に関してそれぞれ設定した各限界値と各限界値に至る前の各予兆値とを用い、前記複数の特徴量毎に対応する前記限界値および前記予兆値と比較し、それらの比較結果に基づいて推定を行うことを特徴とする冷凍装置。
A heat exchanger, cooling operation means for supplying cold heat to the heat exchanger, defrosting operation means for defrosting frost adhering to the heat exchanger, and cooling capacity or cooling of the heat exchanger in the cooling operation Cooling capacity estimating means for estimating a decrease in capacity, and defrost permission means for permitting the start of operation of the defrosting operation means based on the estimation result of the cooling capacity estimation means,
The defrosting operation means does not defrost the heat exchanger even if a defrosting execution signal is input from inside or outside the apparatus when the defrosting permission means does not permit the operation start, A refrigeration apparatus that extends the defrost start until the next defrost timing ,
The cooling capacity estimation means uses a plurality of feature quantities representing the cooling capacity of the heat exchanger, each limit value set for each of the plurality of feature quantities and each predictive value before reaching each limit value, and A refrigeration apparatus that compares with the limit value and the predictor value corresponding to each of a plurality of feature amounts and performs estimation based on the comparison result .
前記冷却能力推定手段は、前記複数の特徴量のうちいずれか1つが対応する前記限界値を越えた場合に除霜運転の開始を必要とする冷却能力の低下と判定し、前記複数の特徴量の全てが対応する各予兆値を越えた場合に除霜運転の開始を必要とする冷却能力の低下と判定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の冷凍装置。 The cooling capacity estimating means determines that the cooling capacity is required to be decreased when any one of the plurality of feature values exceeds the corresponding limit value, and the plurality of feature values is reduced. 3. The refrigeration apparatus according to claim 1 , wherein when all of the above values exceed the corresponding predictive values, it is determined that the cooling capacity is reduced, which requires the start of the defrosting operation . 前記複数の特徴量は、
(前記熱交換器の吸込空気温度−前記熱交換器の吹出空気温度)、
(前記熱交換器の吸込空気温度−前記熱交換器の吹出空気温度)/(前記熱交換器の吸込空気温度−前記熱交換器の冷媒蒸発温度)、
庫内温度=(前記熱交換器の吸込空気温度+庫内の吹出空気温度)/2
≒(前記熱交換器の吸込空気温度+前記熱交換器の吹出空気温度)/2、
(前記熱交換器の吸込空気温度−前記熱交換器の吹出空気温度)/(前記庫内温度−前記熱交換器の冷媒入口温度)、
(前記熱交換器の吸込空気温度−前記熱交換器の冷媒蒸発温度)、
(前記庫内温度−前記熱交換器の冷媒蒸発温度)、および
(前記熱交換器の吸込空気温度−前記熱交換器の冷媒蒸発温度)+(前記庫内温度−前記熱交換器の冷媒蒸発温度)、
の各量のうちの少なくとも2つであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の冷凍装置。
The plurality of feature amounts are:
(Intake air temperature of the heat exchanger−outlet air temperature of the heat exchanger),
(Intake air temperature of the heat exchanger−outlet air temperature of the heat exchanger) / (intake air temperature of the heat exchanger−refrigerant evaporation temperature of the heat exchanger),
Chamber temperature = (Suction air temperature of the heat exchanger + Blowout air temperature in the chamber) / 2
≒ (Intake air temperature of the heat exchanger + Outlet air temperature of the heat exchanger) / 2
(Intake air temperature of the heat exchanger−Blow air temperature of the heat exchanger) / (Internal temperature−Refrigerant inlet temperature of the heat exchanger),
(Suction air temperature of the heat exchanger−refrigerant evaporation temperature of the heat exchanger),
(The internal temperature−the refrigerant evaporating temperature of the heat exchanger) and (the intake air temperature of the heat exchanger−the refrigerant evaporating temperature of the heat exchanger) + (the internal temperature−the refrigerant evaporating of the heat exchanger) temperature),
The refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the refrigeration apparatus is at least two of the quantities.
前記複数の特徴量は、
(前記熱交換器の吸込空気温度−前記熱交換器の吹出空気温度)、
(前記熱交換器の吸込空気温度−前記熱交換器の冷媒蒸発温度)/(前記熱交換器の吸込空気温度−前記熱交換器の吹出空気温度)、
庫内温度=(前記熱交換器の吸込空気温度+庫内の吹出空気温度)/2
≒(前記熱交換器の吸込空気温度+前記熱交換器の吹出空気温度)/2、
(前記庫内温度−前記熱交換器の冷媒入口温度)/(前記熱交換器の吸込空気温度−前記熱交換器の吹出空気温度)、
(前記熱交換器の吸込空気温度−前記熱交換器の冷媒蒸発温度)、
(前記庫内温度−前記熱交換器の冷媒蒸発温度)、および
(前記熱交換器の吸込空気温度−前記熱交換器の冷媒蒸発温度)+(前記庫内温度−前記熱交換器の冷媒蒸発温度)、
の各量のうちの少なくとも2つであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の冷凍装置。
The plurality of feature amounts are:
(Intake air temperature of the heat exchanger−outlet air temperature of the heat exchanger),
(Intake air temperature of the heat exchanger−refrigerant evaporation temperature of the heat exchanger) / (intake air temperature of the heat exchanger−blow air temperature of the heat exchanger),
Chamber temperature = (Suction air temperature of the heat exchanger + Blowout air temperature in the chamber) / 2
≒ (Intake air temperature of the heat exchanger + Outlet air temperature of the heat exchanger) / 2
(The internal temperature−the refrigerant inlet temperature of the heat exchanger) / (the intake air temperature of the heat exchanger−the blown air temperature of the heat exchanger),
(Suction air temperature of the heat exchanger−refrigerant evaporation temperature of the heat exchanger),
(The internal temperature−the refrigerant evaporating temperature of the heat exchanger) and (the intake air temperature of the heat exchanger−the refrigerant evaporating temperature of the heat exchanger) + (the internal temperature−the refrigerant evaporating of the heat exchanger) temperature),
The refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the refrigeration apparatus is at least two of the quantities.
前記熱交換器の入口側の風路に設置され吸込空気温度を検出する吸込空気温度検出手段と、前記熱交換器の出口側の風路に設置され吹出空気温度を検出する1個以上の吹出空気温度検出手段と、前記熱交換器の入口側あるいは熱交換器内の冷媒流路のいずれかの位置に設置され冷媒の飽和温度を検出する冷媒温度検出手段または冷媒の飽和温度を算出するための冷媒圧力検出手段とを備えたことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の冷凍装置。 Intake air temperature detecting means for detecting the intake air temperature installed in the air passage on the inlet side of the heat exchanger, and one or more outlets installed in the air path on the outlet side of the heat exchanger for detecting the air temperature An air temperature detection means, a refrigerant temperature detection means installed at any position on the inlet side of the heat exchanger or in the refrigerant flow path in the heat exchanger, or for calculating the saturation temperature of the refrigerant. 6. The refrigeration apparatus according to claim 1 , further comprising: a refrigerant pressure detection unit. 前記吹出空気温度検出手段が複数設置されている場合は、それらの平均温度またはそれらのうちの1つを吹出空気温度として使用することを特徴とする請求項6に記載の冷凍装置。 7. The refrigeration apparatus according to claim 6, wherein when a plurality of the blown air temperature detection means are installed, the average temperature or one of them is used as the blown air temperature. 初期冷却運転中の一定時間における各特徴量のそれぞれの平均値および最大値に基づいて、前記予兆値および前記限界値を設定することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の冷凍装置。 8. The predictor value and the limit value are set based on an average value and a maximum value of each feature amount during a predetermined time during the initial cooling operation. The refrigeration apparatus described in 1 .
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