JP4568184B2

JP4568184B2 - ショーケースの制御装置及びショーケースの集中制御装置

Info

Publication number: JP4568184B2
Application number: JP2005198575A
Authority: JP
Inventors: 和弘関口; 勲男柴田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2005-07-07
Filing date: 2005-07-07
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2025-07-07
Also published as: JP2007017072A

Description

本発明は、スーパーマーケット等の店舗に設置されるショーケースを制御するショーケースの制御装置、及び当該ショーケースの集中制御装置に関する。

一般に、蒸発器へ冷媒供給を行う電磁弁をサーモオン及びサーモオフすることにより、庫内温度を制御するショーケースが知られている（例えば、特許文献１参照）。この種のショーケースでは、このショーケースの設定温度に対応して電磁弁をサーモオンする温度及びサーモオフする温度が設定され、これらサーモオンする温度及びサーモオフする温度で、上記電磁弁を開閉することによって、庫内温度が設定温度とほぼ同じ温度となるように制御している。
特開２０００−９７５３１号公報

しかし、ショーケースの庫内温度は、ショーケースが設置された環境、ショーケースに収容された商品量の多寡、または、ショーケースの個体差などによって大きく影響されるものである。このため、上記のような電磁弁の制御を行う場合であっても、実際の庫内温度と設定温度とが異なることもあり、この場合には、ユーザが所望する庫内温度に至るように、設定温度を微調整する必要があるといった問題があった。

そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、設置環境等に関わらず、ショーケースの庫内温度を設定温度とほぼ同じ温度に制御できるショーケースの制御装置及び当該ショーケースの集中制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、蒸発器へ冷媒供給を行う電磁弁をサーモオン及びサーモオフすることにより、庫内温度を制御するショーケースの制御装置において、測定された庫内温度から所定測定期間における庫内基準温度を算出する算出手段と、この庫内基準温度と前記ショーケースの設定温度とを比較し、その結果に基づいて、当該庫内基準温度が前記設定温度を含む所定範囲内に収まるように、前記電磁弁がサーモオフする温度を変更する温度変更手段とを備え、前記所定測定期間における前記庫内温度の最高値と最低値との温度偏差を検出する検出手段を備え、前記算出手段は、前記温度偏差が所定の閾値より小さい場合には、前記庫内温度の温度データに基づいて前記庫内基準温度を算出するとともに、前記温度偏差が所定の閾値以上の場合には、前記庫内温度の最低値を含む所定数の温度データを選択し、この選択された温度データに基づいて前記庫内基準温度を算出することを特徴とする。

また、ショーケースは、設定温度及び庫内温度を表示する表示部を備え、温度変更手段がサーモオフする温度を変更した場合であっても、表示部に表示される設定温度の変更を禁止する構成としても良い。また、サーモオフする温度の変化量には上限値が設定され、温度変更手段は、この上限値を超えない範囲でサーモオフする温度を変更する構成としても良い。

また、複数のショーケースが接続され、各ショーケースの蒸発器へ冷媒供給を行う電磁弁をサーモオン及びサーモオフすることにより、個別に庫内温度を制御するショーケースの集中制御装置において、測定された各ショーケースの庫内温度から所定測定期間における庫内基準温度をショーケースごとに算出する算出手段と、この庫内基準温度と前記ショーケースの設定温度とを比較し、その結果に基づいて、当該庫内基準温度が前記設定温度を含む所定範囲内に収まるように、前記電磁弁がサーモオフする温度を変更する温度変更手段とを備え、前記所定測定期間における各ショーケースの前記庫内温度の最高値と最低値との温度偏差を検出する検出手段を備え、前記算出手段は、前記温度偏差が所定の閾値より小さい場合には、前記庫内温度の温度データに基づいて前記庫内基準温度を算出するとともに、前記温度偏差が所定の閾値以上の場合には、前記庫内温度の最低値を含む所定数の温度データを選択し、この選択された温度データに基づいて前記庫内基準温度を算出することを特徴とする。

本発明では、ショーケースの設置環境等に関わらず、このショーケースの庫内温度を設定温度とほぼ同一の温度に制御することができる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は、冷却システムの配管構成を示す図である。
冷却システムＲＳは、図１に示すように、スーパーマーケット等の店舗に複数台（例えば３台）設置されるショーケース１０と、これらショーケース１０が並列接続される冷凍機１１と、冷却システムＲＳの動作を制御する集中コントローラ（集中制御装置）１２とを備える。冷凍機１１は、図示しない圧縮機及び凝縮器を備えて構成されており、ショーケース１０は、それぞれ、このショーケース１０の冷風の吐出温度（以下、庫内温度という）を検出する温度センサ６３、蒸発器４６、電磁弁１４及び膨張弁１６を備えて構成される。蒸発器４６の入口側は、それぞれ電磁弁１４及び膨張弁１６を介して冷凍機１１の液冷媒配管１７に並列接続されるとともに、蒸発器４６の出口側は、それぞれ冷凍機１１のガス冷媒配管１８に並列接続されている。

また、各ショーケース１０は、それぞれ当該ショーケース１０の動作を制御するコントローラ（制御装置）１５を備える。このコントローラ１５は、温度センサ６３によって測定される庫内温度に応じて電磁弁１４を開閉制御し、蒸発器４６に冷媒を供給してショーケース１０内を冷却する（蒸発器４６による冷却運転）。具体的には、設定温度に対応して電磁弁１４をサーモオンする温度及びサーモオフする温度が設定され、庫内温度がサーモオンする温度に至ると電磁弁１４を開き、サーモオフする温度に至ると当該電磁弁１４を閉じるオン−オフ制御を実行する（オフで蒸発器４６による冷却運転の停止）。本構成では、サーモオフする温度は、初期値として設定温度と同一の温度に設定されている。

一方、冷凍機１１の圧縮機は低圧設定値で制御される。ここで、低圧設定値とは、ディファレンシャルを有するカットイン値とカットアウト値とからなり、カットイン値とは圧縮機の運転が再開される値であり、カットアウト値とは圧縮機の運転が停止される値である。要するに、いずれかのショーケース１０の負荷が変動すると冷媒の低圧圧力が変化し、上述のカットイン値、カットアウト値に基づいて圧縮機の運転が制御される。

ショーケース１０は、図２に示すように、縦型オープンショーケースであり、断面略コ字状の断熱壁３２と、据え付け現場においてこの断熱壁３２の両側に取り付けられる側板（図示せず）とを備えて構成されている。断熱壁３２の内側には、それぞれ間隔を存して外層仕切板３４と内層仕切板３６とが取り付けられている。本構成では、断熱壁３２と外層仕切板３４との間に外層ダクト３７が形成され、外層仕切板３４と内層仕切板３６との間に内層ダクト３８が形成されている。また、内層仕切板３６の内側には貯蔵室３９（庫内）が形成されている。

この貯蔵室３９内には、複数段の棚４１が架設されるとともに、各棚４１の下面前部と貯蔵室３９の天井部、及び、庇３７内には蛍光灯４０が取り付けられている。貯蔵室３９の底部にはデックパン４２が取り付けられ、このデックパン４２の下方には、上記両ダクト３７、３８に連通した底部ダクト４３が形成されている。この底部ダクト４３内には、送風機４５を内蔵したファンケース４４が設置される。

また、貯蔵室３９の背方に位置する内層ダクト３８内の下部に蒸発器４６が縦設され、この内層ダクト３８内の上部に温度センサ６３が配置される。この温度センサ６３は、貯蔵室３９内に格納される商品量によっても影響を受けにくい場所に配置されているため、本構成では、温度センサ６３が測定した温度を庫内温度として、冷凍機１１の運転制御を実行している。また、蒸発器４６には霜取りヒータ６７が取り付けられており、この霜取りヒータ６７は発熱して蒸発器４６の着霜を融解するものである。また、本構成では、ショーケース１０の庇３７の前面に、庫内温度及び設定温度を表示する表示部６４が設けられている。この表示部６４は、コントローラ１５と通信可能に構成されている。

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

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

これによって、貯蔵室３９の開口部５１には、内側の冷気エアーカーテンとそれを保護する外側のエアーカーテンとが形成され、開口部５１からの外気の侵入が阻止若しくは抑制されるとともに、内側の冷気エアーカーテンの一部が貯蔵室３９内に循環して貯蔵室３９内は冷却される。そして、これらの冷気などは吸込口５４から底部ダクト４３に帰還し、送風機４５に再び吸い込まれることになる。

次に、ショーケース１０のコントローラ１５について説明する。
コントローラ１５は、電磁弁１４を開閉させる弁駆動制御部（検出手段）２０と、温度センサ６３が測定した庫内温度に基づいて、庫内基準温度を算出する基準温度算出部（算出手段２１と、上記庫内基準温度と設定温度とを比較する比較部２２と、この比較した結果に基づいて、サーモオフする温度を変更する温度変更部（温度変更手段）２３とを備える。

弁駆動制御部２０は、温度センサが測定した温度を所定時間（本実施形態では１分）ごとにサンプリングして記憶するメモリ（記憶手段）を備えており、このメモリには、ユーザが設定した設定温度と、この設定温度に対応するサーモオン及びサーモオフする温度とが記憶されている。

弁駆動制御部２０は、所定測定期間（本実施形態では１０分間）ごとに記憶した庫内温度のデータを基準温度算出部２１に出力する。この基準温度算出部２１は、入力された庫内温度に基づいて、庫内基準温度を算出し、その算出結果を比較部２２に出力する。この比較部２２は、入力された庫内基準温度と、弁駆動制御部２０のメモリから読み出した設定温度とを比較し、その結果を温度変更部２３へと出力する。この温度変更部２３は、上記比較結果に応じて、電磁弁１４をサーモオフする温度を変更し、この変更した温度を弁駆動制御部２０へと出力する。この弁駆動制御部２０は、新たに入力されたサーモオフする温度に基づいて、電磁弁１４の開閉制御を行う。また、弁駆動制御部２０は、庫内温度及び設定温度を表示部６４に出力する。

次に、温度変更動作について説明する。
まず、弁駆動制御部２０は、所定測定期間（本実施形態では１０分）において、測定された庫内温度の上限温度（最高値）と下限温度（最低値）との差を検出し（ステップＳ１）、この検出した偏差温度が所定基準温度（本実施形態では５℃）以上であるか否かを判別する（ステップＳ２）。

この判別において、偏差温度が５℃以上の場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）には、基準温度算出部２１は、メモリに記憶した温度データの中で、温度の低いものから所定数（本実施形態では３つ）を選択し、この選択したデータに基づいて庫内基準温度を算出する（ステップＳ３）。具体的には、選択された３つの温度の平均値を算出し、この平均温度を庫内基準温度とする。このように、偏差温度が大きい場合には、この偏差温度の変動が激しく、動作が不安定になるため、下方のデータに基づいて庫内基準温度を算出する。

一方、偏差温度が５℃以上でない場合（ステップＳ２；Ｎｏ）には、基準温度算出部２１は、記憶した温度データの平均値から庫内基準温度を算出する（ステップＳ４）。このように、基準温度算出部２１は、偏差温度の大きさに応じて、庫内基準温度の算出方法を変えるため、ショーケースの冷却状態を的確に把握することができる。このため、この庫内基準温度を用いて、庫内温度を制御することにより、当該庫内温度をより細かく制御することができる。

続いて、比較部２２は、上記ステップＳ３またはステップＳ４で算出した庫内基準温度と、弁駆動制御部２０のメモリから読み出された設定温度とを比較し、当該庫内基準温度が設定温度以下であるか否かを判別する（ステップＳ５）。この判別において、庫内基準温度が設定温度以下である場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）には、温度変更部２３は、電磁弁１４がサーモオフする温度を所定制御温度（本実施形態では、０．５℃）上げて（ステップＳ６）、処理をステップＳ１０に移行する。

一方、庫内基準温度が設定温度以下でない場合（ステップＳ５；Ｎｏ）には、比較部２２は、この庫内基準温度と設定温度との偏差温度が所定基準温度（例えば、１℃）以上であるか否かを判別する（ステップＳ７）。この判別において、上記偏差温度が１℃以上である場合（ステップＳ７；Ｙｅｓ）には、温度変更部２３は、電磁弁１４がサーモオフする温度を所定制御温度（本実施形態では、０．５℃）下げて（ステップＳ８）、処理をステップＳ１０に移行する。本構成では、温度変更部２３が変化させる上記サーモオフする温度の変化量（すなわち所定制御温度）には、上限値が設けられており、ショーケースの負荷を急激に変化させることなく、庫内温度を円滑に制御することができる。

一方、上記偏差温度が１℃以上でない場合（ステップＳ７；Ｎｏ）には、比較部２２によって、庫内温度が設定温度と略同一に冷却されていると判定されるため、電磁弁１４をサーモオフする温度の変更を禁止して（ステップＳ９）、処理をステップＳ１０に移行する。

続いて、弁駆動制御部２０は、上記ステップＳ６、ステップＳ８またはステップＳ９によって、設定されたサーモオフする温度に基づいて、電磁弁１４の開閉を制御（ステップＳ１０）するとともに、処理をステップＳ１に戻し、次の所定測定期間における温度変更動作を行う。

本実施形態では、測定された庫内温度から所定測定期間における庫内基準温度を算出する基準温度算出部２１と、この庫内基準温度とショーケース１０の設定温度とを比較し、その結果に基づいて、当該庫内基準温度が設定温度を含む所定範囲内に収まるように、電磁弁１４がサーモオフする温度を変更する温度変更部２３とを備えるため、ショーケース１０の設置環境等に関わらず、このショーケース１０の庫内温度を設定温度とほぼ同一の温度に制御することができる。

また、本実施形態では、所定測定期間における庫内温度の最高値及び最低値の温度偏差を検出し、この温度偏差の大きさに応じて、庫内基準温度の算出方法を変える構成としているため、ショーケースの冷却状態を的確に把握することができる。このため、この庫内基準温度を用いて、庫内温度を制御することにより、当該庫内温度をより細かく制御することができ、ショーケース１０の設置環境等に関わらず、このショーケース１０の庫内温度を設定温度とほぼ同一の温度に制御することができる。

また、本実施形態によれば、温度変更部２３が電磁弁１４のサーモオフする温度を変更した場合であっても、表示部６４に表示される設定温度の変更を禁止する。これによれば、電磁弁１４のサーモオフする温度を変更して庫内温度制御がなされる場合であっても、外見上は変化がないため、ユーザの混乱を避けて、操作性の容易化を図ることができる。

また、本実施形態によれば、電磁弁１４がサーモオフする温度の変化量には上限値が設定され、温度変更部２３は、この上限値を超えない範囲でサーモオフする温度を変更するため、ショーケースの負荷が急激に変化することがなく、ショーケース１０の庫内温度を円滑に設定温度と同じ温度に制御することができる。

以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、本実施形態では、各ショーケース１０のコントローラ１５が、個別に、サーモオフする温度を変更する制御を行う構成について説明したが、これに限るものではなく、冷却システムＲＳの動作を集中して制御する集中コントローラ１２が、各ショーケースのサーモオフする温度を変更する構成としても良い。この構成によれば、各ショーケースのコントローラが上記制御機能を備えない場合であっても、当該各ショーケースの庫内温度を設定温度とほぼ同じ温度に制御することができるため、例えば、各ショーケースの製造メーカーが異なっている場合であっても、制御プログラムを変更することによって、容易に温度管理を行うことができる。

また、本実施形態では、所定測定期間として１０分周期でサーモオフする温度を変更して、庫内温度を設定温度とする構成について説明したが、これに限るものではなく、この所定測定期間は、３０分、1時間、１時間３０分、２時間周期など使用状況に応じて適宜選択可能である。また、本実施形態では、庫内温度を測定する所定間隔を１分間に設定しているが、これも適宜変更可能である。

冷却システムの配管構成を示す図である。冷却システムを構成するショーケースの一実施例の縦断側面図である。ショーケースのコントローラの制御ブロック図である。温度変更動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ショーケース
１１冷凍機
１２集中コントローラ（集中制御装置）
１４電磁弁
１５コントローラ（制御装置）
２０弁駆動制御部
２１基準温度算出部（算出手段）
２３温度変更部（温度変更手段）
４６蒸発器
６３温度センサ
６４表示部
ＲＳ冷却システム

Claims

蒸発器へ冷媒供給を行う電磁弁をサーモオン及びサーモオフすることにより、庫内温度を制御するショーケースの制御装置において、
測定された庫内温度から所定測定期間における庫内基準温度を算出する算出手段と、この庫内基準温度と前記ショーケースの設定温度とを比較し、その結果に基づいて、当該庫内基準温度が前記設定温度を含む所定範囲内に収まるように、前記電磁弁がサーモオフする温度を変更する温度変更手段とを備え、前記所定測定期間における前記庫内温度の最高値と最低値との温度偏差を検出する検出手段を備え、前記算出手段は、前記温度偏差が所定の閾値より小さい場合には、前記庫内温度の温度データに基づいて前記庫内基準温度を算出するとともに、前記温度偏差が所定の閾値以上の場合には、前記庫内温度の最低値を含む所定数の温度データを選択し、この選択された温度データに基づいて前記庫内基準温度を算出することを特徴とするショーケースの制御装置。
前記ショーケースは、前記設定温度及び前記庫内温度を表示する表示部を備え、
前記温度変更手段が前記サーモオフする温度を変更した場合であっても、前記表示部に表示される前記設定温度の変更を禁止することを特徴とする請求項１に記載のショーケースの制御装置。
前記サーモオフする温度の変化量には上限値が設定され、前記温度変更手段は、この上限値を超えない範囲で前記サーモオフする温度を変更することを特徴とする請求項１または２に記載のショーケースの制御装置。
複数のショーケースが接続され、各ショーケースの蒸発器へ冷媒供給を行う電磁弁をサーモオン及びサーモオフすることにより、個別に庫内温度を制御するショーケースの集中制御装置において、
測定された各ショーケースの庫内温度から所定測定期間における庫内基準温度をショーケースごとに算出する算出手段と、この庫内基準温度と前記ショーケースの設定温度とを比較し、その結果に基づいて、当該庫内基準温度が前記設定温度を含む所定範囲内に収まるように、前記電磁弁がサーモオフする温度を変更する温度変更手段とを備え、前記所定測定期間における各ショーケースの前記庫内温度の最高値と最低値との温度偏差を検出する検出手段を備え、前記算出手段は、前記温度偏差が所定の閾値より小さい場合には、前記庫内温度の温度データに基づいて前記庫内基準温度を算出するとともに、前記温度偏差が所定の閾値以上の場合には、前記庫内温度の最低値を含む所定数の温度データを選択し、この選択された温度データに基づいて前記庫内基準温度を算出することを特徴とするショーケースの集中制御装置。