JP6179333B2 - Refrigerator and showcase - Google Patents
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Description
この発明は、冷却装置およびショーケースに関し、特に、回転速度を制御可能な圧縮機を備えた冷却装置およびショーケースに関する。 The present invention relates to a cooling device and a showcase, and more particularly to a cooling device and a showcase provided with a compressor capable of controlling the rotation speed.
従来、インバータ制御などにより回転速度を制御可能な圧縮機を備えた冷却装置が知られている。この冷却装置は、圧縮機の回転速度が下限近傍の場合、回転速度をさらに下げることができないため冷却温度を正確に制御することが困難であった。そこで、圧縮機の回転速度が下限近傍になった場合でも冷却温度の制御を正確に行うべく、種々の技術が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, a cooling device including a compressor capable of controlling the rotation speed by inverter control or the like is known. In this cooling device, when the rotational speed of the compressor is near the lower limit, it is difficult to accurately control the cooling temperature because the rotational speed cannot be further reduced. Therefore, various techniques have been proposed in order to accurately control the cooling temperature even when the rotational speed of the compressor is close to the lower limit (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1には、回転速度を制御可能な圧縮機と凝縮器と膨張弁と蒸発器とを含み、冷媒を循環させる冷凍サイクルと、圧縮機の回転速度を制御する制御部とを備える冷却装置が開示されている。この特許文献1の冷却装置では、制御部は、冷却温度が予め設定した温度に対して所定の温度分だけ低い低負荷温度以下になった場合に、圧縮機の回転速度を制御するモードから、圧縮機の回転速度を下限値に固定して膨張弁の開度を制御するモードに移行するように構成されている。これにより、圧縮機の回転速度が下限近傍の場合にも、膨張弁の開度制御により、冷却温度の制御が正確に行われる。
しかしながら、上記特許文献1に記載された冷却装置では、制御部は、冷却温度が予め設定した温度に対して所定の温度分だけ低い低負荷温度以下になった場合に、圧縮機の回転速度を制御するモードから、圧縮機の回転速度を下限値に固定して膨張弁の開度を制御するモードに移行するように構成されているため、冷却温度が設定した温度に対して低い場合でも常に圧縮機を駆動させる必要があり、装置の省エネルギー化を図ることが困難であるという問題点がある。
However, in the cooling device described in
また、従来では、上記特許文献1以外の一般的な構成として、冷却温度が、予め設定した温度を中心とする所定の温度範囲の下限温度を下回った場合に圧縮機の駆動を停止するとともに停止後所定の温度範囲の上限温度を超えた場合に圧縮機を再起動するような構成の冷却装置が知られている。この冷却装置では、圧縮機の回転速度を下限速度で駆動した場合に予め設定した温度と駆動を停止する下限温度との間(上記所定の温度範囲内)で冷却温度が推移した場合に、圧縮機の駆動が停止されずに冷却温度が常に冷却目標温度より低い状態で推移する。この場合、冷却が過剰になり、その分、エネルギーの消費が増大するという問題点がある。また、この場合、冷却温度を冷却目標温度に精度よく近づけることが困難であるという問題点がある。
Conventionally, as a general configuration other than
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あり、この発明の1つの目的は、圧縮機の回転速度が下限近傍になった場合でも冷却温度の制御を精度よく行いつつ、省エネルギー化を図ることが可能な冷却装置およびショーケースを提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to accurately control the cooling temperature even when the rotational speed of the compressor is near the lower limit. An object of the present invention is to provide a cooling device and a showcase that can save energy.
この発明の第1の局面による冷却装置は、回転速度を制御可能な圧縮機と凝縮器と膨張弁と蒸発器とを含み、冷媒を循環させる冷凍サイクルと、圧縮機の回転速度を制御する制御部とを備え、制御部は、冷却目標温度値と測定温度値との差を積算して正負の符号を考慮した温度差積算量を取得し、取得した温度差積算量が負の第1積算量未満となった場合に、圧縮機を停止するように構成されている。 A cooling device according to a first aspect of the present invention includes a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator that are capable of controlling the rotation speed, and controls the refrigerating cycle for circulating the refrigerant and the rotation speed of the compressor. A control unit that integrates the difference between the cooling target temperature value and the measured temperature value to obtain a temperature difference integrated amount that takes into account a positive or negative sign, and the acquired temperature difference integrated amount is negative. The compressor is configured to stop when it becomes less than the amount.
この発明の第1の局面による冷却装置では、上記のように、制御部を、冷却目標温度値と測定温度値との差を積算して正負の符号を考慮した温度差積算量を取得し、取得した温度差積算量が負の第1積算量未満となった場合に、圧縮機を停止するように構成することによって、測定温度が冷却目標温度より低い状態で推移している場合に圧縮機の駆動が停止されるので、圧縮機が停止される分、省エネルギー化を図ることができる。また、温度差積算量が負の第1積算量未満となった際に圧縮機が停止されるので、圧縮機の回転速度が下限近傍になった場合に圧縮機の駆動が停止されずに冷却温度が冷却目標温度より常に低い状態で推移する場合と異なり、冷却平均温度が冷却目標温度に対して常に低くなることを抑制することができる。これにより、冷却しすぎを抑制して、圧縮機の回転速度が下限近傍になった場合でも冷却温度の制御を精度よく行いつつ、省エネルギー化を図ることができる。 In the cooling device according to the first aspect of the present invention, as described above, the control unit integrates the difference between the cooling target temperature value and the measured temperature value, and acquires the temperature difference integration amount considering the positive and negative signs, When the measured temperature difference is lower than the cooling target temperature by configuring the compressor to stop when the acquired temperature difference integrated amount is less than the negative first integrated amount, the compressor Since the drive is stopped, energy can be saved by the amount that the compressor is stopped. In addition, since the compressor is stopped when the temperature difference integrated amount becomes less than the negative first integrated amount, the compressor is not stopped when the compressor rotational speed is close to the lower limit. Unlike the case where the temperature is always lower than the cooling target temperature, it is possible to suppress the cooling average temperature from always being lower than the cooling target temperature. Thereby, excessive cooling is suppressed, and even when the rotation speed of the compressor becomes near the lower limit, the cooling temperature can be controlled accurately and energy can be saved.
上記第1の局面による冷却装置において、好ましくは、制御部は、圧縮機を停止後、冷却目標温度値と測定温度値との差の積算を継続して行い、温度差積算量が第2積算量より大きくなった場合に、圧縮機を再起動するように構成されている。このように構成すれば、冷却目標温度値と測定温度値との差の積算を継続して行うことによって、圧縮機を停止した際に温度差積算量をリセットする場合と異なり、圧縮機の停止の前後の温度推移を考慮することができるので、圧縮機の停止および再起動により冷却平均温度を冷却目標温度に精度よく近づけることができる。 In the cooling device according to the first aspect, preferably, the control unit continuously accumulates the difference between the cooling target temperature value and the measured temperature value after stopping the compressor, and the temperature difference accumulated amount is the second accumulated amount. It is configured to restart the compressor when it exceeds the quantity. By configuring in this way, the difference between the cooling target temperature value and the measured temperature value is continuously accumulated, and unlike when resetting the accumulated temperature difference when the compressor is stopped, the compressor is stopped. Therefore, the cooling average temperature can be brought close to the cooling target temperature with high accuracy by stopping and restarting the compressor.
上記第1の局面による冷却装置において、好ましくは、制御部は、冷却目標温度値と測定温度値との差の絶対値が所定の値より小さい場合、冷却目標温度値と測定温度値との差の積算を行わないように構成されている。このように構成すれば、冷却温度が冷却目標温度と略同じである場合のように冷却温度と冷却目標温度との差の絶対値が小さい場合に、冷却目標温度値と測定温度値との差が積算されて温度差積算量が第1積算量未満になった場合に圧縮機が停止されてしまうのを抑制することができる。 In the cooling device according to the first aspect, preferably, the control unit is configured such that when the absolute value of the difference between the cooling target temperature value and the measured temperature value is smaller than a predetermined value, the difference between the cooling target temperature value and the measured temperature value. It is comprised so that accumulation | storage of this may not be performed. With this configuration, when the absolute value of the difference between the cooling temperature and the cooling target temperature is small as in the case where the cooling temperature is substantially the same as the cooling target temperature, the difference between the cooling target temperature value and the measured temperature value. It is possible to prevent the compressor from being stopped when the temperature difference integration amount becomes less than the first integration amount.
上記第1の局面による冷却装置において、好ましくは、制御部は、圧縮機の回転速度が所定の速度より大きい場合、冷却目標温度値と測定温度値との差の積算を行わない、または、温度差積算量をリセットするように構成されている。ここで、圧縮機の回転速度が所定の速度より大きい場合には、圧縮機の回転速度を制御するだけで冷却温度を正確に調整することができるので、このような場合には、積算を行わないか、または、積算量をリセットすることによって、冷却目標温度値と測定温度値との差が積算されて圧縮機が停止されてしまうのを抑制することができる。 In the cooling device according to the first aspect, preferably, the control unit does not accumulate the difference between the cooling target temperature value and the measured temperature value when the rotation speed of the compressor is higher than a predetermined speed, or the temperature The difference integrated amount is configured to be reset. Here, when the rotational speed of the compressor is larger than a predetermined speed, the cooling temperature can be accurately adjusted only by controlling the rotational speed of the compressor. In such a case, integration is performed. It is possible to prevent the compressor from being stopped due to accumulation of the difference between the cooling target temperature value and the measured temperature value by resetting the accumulated amount or not.
上記第1の局面による冷却装置において、好ましくは、制御部は、冷却目標温度値と測定温度値との差を積算し、温度差積算量が第3積算量未満となった場合に、通常運転モードから圧縮機を一定回転速度以下で駆動させる低負荷モードに移行し、低負荷モードにおいて温度差積算量が負の第1積算量未満となった場合に、圧縮機を停止するように構成されている。このように構成すれば、低負荷モードにおいて、圧縮機を下限回転速度で駆動させる制御および圧縮機を停止させる制御を行うことによって、省エネルギー化を図りながら、冷却温度を精度よく冷却目標温度に近づけることができる。 In the cooling device according to the first aspect, preferably, the control unit integrates the difference between the cooling target temperature value and the measured temperature value, and the normal operation is performed when the temperature difference integrated amount becomes less than the third integrated amount. The mode is changed to the low load mode in which the compressor is driven at a constant rotational speed or less, and the compressor is stopped when the temperature difference integrated amount becomes less than the negative first integrated amount in the low load mode. ing. If comprised in this way, in the low load mode, by controlling to drive the compressor at the lower limit rotational speed and controlling to stop the compressor, the cooling temperature is brought close to the cooling target temperature accurately while saving energy. be able to.
この発明の第2の局面によるショーケースは、物品を収容する収容部と、回転速度を制御可能な圧縮機と凝縮器と膨張弁と蒸発器とを含み、冷媒を循環させて収容部を冷却するための冷凍サイクルと、圧縮機の回転速度を制御する制御部とを備え、制御部は、冷却目標温度値と測定温度値との差を積算して正負の符号を考慮した温度差積算量を取得し、取得した温度差積算量が負の第1積算量未満となった場合に、圧縮機を停止するように構成されている。 A showcase according to a second aspect of the present invention includes an accommodating portion that accommodates an article, a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator that can control the rotation speed, and circulates a refrigerant to cool the accommodating portion. And a control unit that controls the rotational speed of the compressor, and the control unit integrates the difference between the cooling target temperature value and the measured temperature value and takes into account the positive and negative signs. When the acquired temperature difference integrated amount becomes less than the negative first integrated amount, the compressor is stopped.
この発明の第2の局面によるショーケースでは、上記のように、制御部を、冷却目標温度値と測定温度値との差を積算して正負の符号を考慮した温度差積算量を取得し、取得した温度差積算量が負の第1積算量未満となった場合に、圧縮機を停止するように構成することによって、測定温度が冷却目標温度より低い状態で推移している場合に圧縮機の駆動が停止されるので、圧縮機が停止される分、省エネルギー化を図ることができる。また、温度差積算量が負の第1積算量未満となった際に圧縮機が停止されるので、圧縮機の回転速度が下限近傍になった場合に圧縮機の駆動が停止されずに冷却温度が冷却目標温度より常に低い状態で推移する場合と異なり、冷却平均温度が冷却目標温度に対して常に低くなることを抑制することができる。これにより、冷却しすぎを抑制して、圧縮機の回転速度が下限近傍になった場合でも冷却温度の制御を精度よく行いつつ、省エネルギー化を図ることが可能なショーケースを提供することができる。 In the showcase according to the second aspect of the present invention, as described above, the controller obtains a temperature difference integrated amount that takes into account the positive and negative signs by integrating the difference between the cooling target temperature value and the measured temperature value, When the measured temperature difference is lower than the cooling target temperature by configuring the compressor to stop when the acquired temperature difference integrated amount is less than the negative first integrated amount, the compressor Since the drive is stopped, energy can be saved by the amount that the compressor is stopped. In addition, since the compressor is stopped when the temperature difference integrated amount becomes less than the negative first integrated amount, the compressor is not stopped when the compressor rotational speed is close to the lower limit. Unlike the case where the temperature is always lower than the cooling target temperature, it is possible to suppress the cooling average temperature from always being lower than the cooling target temperature. Thereby, it is possible to provide a showcase capable of suppressing energy consumption while suppressing excessive cooling and accurately controlling the cooling temperature even when the rotational speed of the compressor is close to the lower limit. .
本発明によれば、上記のように、圧縮機の回転速度が下限近傍になった場合でも冷却温度の制御を精度よく行いつつ、省エネルギー化を図ることが可能な冷却装置およびショーケースを提供することができる。 According to the present invention, as described above, there is provided a cooling device and a showcase capable of achieving energy saving while accurately controlling the cooling temperature even when the rotational speed of the compressor is near the lower limit. be able to.
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、図1および図2を参照して、本発明の一実施形態によるショーケース100の構成について説明する。なお、ショーケース100は、本発明の「冷却装置」の一例である。
First, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the structure of the
本実施形態によるショーケース100は、図1に示すように、収容部1と、冷凍サイクル2と、制御部3と、駆動部4と、AC電源5と、センサ6とを備える。また、冷凍サイクル2は、圧縮機21と、凝縮器22と、膨張弁23と、蒸発器24とを含む。
As shown in FIG. 1, the
収容部1は、商品などの物品(図示せず)を収容するように構成されている。また、収容部1は、冷凍サイクル2の蒸発器24から吹出される冷気により冷却されるように構成されている。
The
冷凍サイクル2は、たとえば二酸化炭素(CO2)などの冷媒を圧縮機21、凝縮器22、膨張弁23および蒸発器24に循環させて収容部1を冷却させるように構成されている。
The refrigeration cycle 2 is configured to circulate a refrigerant such as carbon dioxide (CO 2 ) through the
圧縮機21は、AC電源5から供給される交流電力により駆動される駆動部4により回転駆動されるように構成されている。また、圧縮機21は、冷凍サイクル2における低圧側から吸入されたガス冷媒を圧縮して高圧側に吐出する役割を有している。また、圧縮機21には、回転数(運転周波数)の変更により冷媒吐出量が制御可能なインバータ制御式圧縮機が用いられている。
The
凝縮器22は、内部を流通する過熱ガス状態の冷媒を外部空気を用いて冷却する機能を有している。また、凝縮器22内で凝縮(液化)された冷媒は、膨張弁23に流入される。
The condenser 22 has a function of cooling the superheated gas refrigerant flowing through the inside using external air. The refrigerant condensed (liquefied) in the condenser 22 flows into the
膨張弁23は、凝縮器22で冷却(液化)された冷媒を絞り膨張(減圧)させて蒸発器24に供給する役割を有している。また、膨張弁23は、パルス制御により駆動されるステッピングモータの駆動力を利用して弁機構を開閉駆動されるように構成されている。また、膨張弁23により絞り膨張された液冷媒は、気相および液相からなる気液二相状態のまま蒸発器24に流入される。
The
蒸発器24には、送風機(図示せず)が設けられており、物品を冷却するための空気(冷気)が送風機によって蒸発器24と収容部1との間を循環するように構成されている。また、蒸発器24は、流通する冷媒が蒸発(気化)する際に、流通する空気から熱を奪って循環空気を冷却する。また、蒸発器24における蒸発後の冷媒は、気相を多く含んだガス状態となって圧縮機21に戻される。このように、冷凍サイクル2では、圧縮機21から吐出された冷媒が、凝縮器22、膨張弁23、蒸発器24の順に流れて圧縮機21に帰還されるサイクルを繰り返す。
The
制御部3は、ショーケース100全体を制御するように構成されている。また、制御部3は、圧縮機21の回転速度を制御するように構成されている。具体的には、制御部3は、駆動部4に回転速度指令およびON/OFF指令を送信して、圧縮機21の回転速度を制御するように構成されている。また、制御部3は、AC電源5から供給される交流電力の周波数をおよび電力を変換して制御するインバータ制御により、圧縮機21の回転速度を制御するように構成されている。
The
また、制御部3は、図2に示すように、制御対象(冷凍サイクル2)から収容部1に吹出される冷気の吹出温度(測定温度)を測定し、冷却目標温度と比較して、演算部により、圧縮機21の回転速度を算出して、制御対象(冷凍サイクル2)をフィードバック制御するように構成されている。たとえば、吹出温度が冷却目標温度よりも高い場合は、制御部3は、圧縮機21の回転速度を高くするように制御する。また、吹出温度が冷却目標温度よりも低い場合は、制御部3は、圧縮機21の回転速度を低くするように制御する。これにより、吹出温度を冷却目標温度に近づけることが可能である。また、吹出温度を冷却目標温度近傍に保つことが可能である。
Further, as shown in FIG. 2, the
ここで、本実施形態では、制御部3は、冷却目標温度値と測定温度値との差(測定温度値から冷却目標温度値を引いた値)を積算して正負の符号を考慮した温度差積算量Iを取得し、取得した温度差積算量Iが負の第1積算量Ia未満となった場合(図6の時間t1および時間t3)に、圧縮機21を停止するように構成されている。具体的には、制御部3は、センサ6により検出した蒸発器24から吹き出される冷気(循環空気)の吹出温度(測定温度)を取得し、測定温度値から冷却目標温度値を引いた値を積算して温度差積算量Iを算出するように構成されている。また、制御部3は、所定の時間(たとえば、10秒)間隔毎に冷却目標温度値と測定温度値との差を算出するように構成されている。なお、第1積算量Iaは、たとえば、冷却目標温度から1℃〜2℃低下した状態が10分程度継続した状態の値に設定されている。たとえば、第1積算量Ia=−100℃に設定されている。
Here, in the present embodiment, the
また、制御部3は、冷却目標温度値と測定温度値との差の絶対値が所定の値より小さい場合、冷却目標温度値と測定温度値との差の積算を行わないように構成されている。たとえば、制御部3は、冷却目標温度値と測定温度値との差が−0.5℃より大きく+0.5℃より小さい場合、冷却目標温度値と測定温度値との差の積算を行わないように構成されている。つまり、制御部3は、吹出温度(測定温度)が冷却目標温度に略一致しているとみなせる場合、冷却目標温度値と測定温度値との差の積算を行わないように構成されている。また、制御部3は、冷却目標温度値と測定温度値との差が−0.5℃以下または+0.5℃以上の場合、冷却目標温度と測定温度の差から不感帯温度(略一致しているとみなせる誤差)(たとえば、0.5℃)を減算して、冷却目標温度値と測定温度値との差を積算するように構成されている。
The
また、制御部3は、圧縮機21の回転速度が所定の速度より大きい場合、冷却目標温度値と測定温度値との差の積算を行わないとともに、温度差積算量Iaをリセットする(=0にする)ように構成されている。つまり、制御部3は、圧縮機21の回転速度を低くすることにより、温度を上げることができる場合は、冷却目標温度値と測定温度値との差の積算を行わないように構成されている。
Further, when the rotational speed of the
また、制御部3は、冷却目標温度値と測定温度値との差を積算し、温度差積算量Iが第3積算量未満となった場合(図6の時間t1)に、通常運転モードから圧縮機21を一定回転速度以下で駆動させる低負荷モードに移行し、低負荷モードにおいて温度差積算量Iが負の第1積算量未満となった場合に、圧縮機21を停止するように構成されている。なお、低負荷モードは、圧縮機21の回転を、下限回転速度で回転させる、または回転を停止させて、冷却温度を制御するモードである。また、下限回転速度は、圧縮機21の機械的に下限の回転速度、および、下限の回転速度に安全係数を見込んだ回転速度を含む。また、第3積算量は、たとえば、冷却目標温度から1℃〜2℃低下した状態が10分程度継続した状態の値に設定されている。たとえば、−100℃に設定されている。つまり、第1積算量と第3積算量とは同じ値が設定されている。これにより、通常運転モードから低負荷モードに移行した場合、即時に圧縮機21(インバータ)が停止(図6の時間t1)される。また、低負荷モードで圧縮機21が回転駆動している場合は、温度差積算量Iが第1積算量未満となった場合に、圧縮機21が停止(図6の時間t3)される。
Further, the
また、制御部3は、圧縮機21を停止後、冷却目標温度値と測定温度値との差の積算を継続して行い、温度差積算量Iが第2積算量(たとえば0)より大きくなった場合(図6の時間t2)に、圧縮機21を再起動するように構成されている。つまり、温度差積算量Iが正の値になった場合に、圧縮機21が再起動される。これは、図6に示すように、吹出温度(測定温度)が冷却目標温度を下回る領域の面積と、吹出温度(測定温度)が冷却目標温度を上回る領域の面積とが等しくなったことを示し、温度差積算量Iを積算開始してからの吹出温度(測定温度)の平均が冷却目標温度になったことを意味する。
Further, after the
また、制御部3は、圧縮機21を起動する際に、下限回転速度で回転させて駆動するように構成されている。これにより、圧縮機21の起動時に回転数を高くすることにより、急激に温度が下がり再びすぐに回転を停止させることが繰り返されることに起因する冷却温度の振れが大きくなるのを抑制することが可能である。また、圧縮機21の停止、起動が短時間で繰り返されることを抑制して、圧縮機21の損傷を防止することが可能である。
Further, the
また、制御部3は、低負荷モードに移行後、冷却目標温度値と測定温度値との差の積算を継続して行い、温度差積算量Iが0より大きくなり、かつ、低負荷モードに移行後一定時間(収容部1の大きさにもよるが、たとえば、10分)が経過している場合、低負荷モードから通常運転モードに移行するように構成されている。
In addition, after shifting to the low load mode, the
駆動部4は、制御部3から受信した回転速度およびON/OFF指令に基づいて、圧縮機21を駆動するように構成されている。また、駆動部4は、圧縮機21をAC電源5からの交流電力により駆動するように構成されている。
The drive unit 4 is configured to drive the
センサ6は、収容部1に吹出される空気の吹出温度(冷却温度)を検出するように構成されている。また、センサ6は、制御部3に接続されており、検出した吹出温度を制御部3に送信するように構成されている。
The
次に、図3を参照して、本実施形態のショーケース100の制御部3による通常運転モード時の制御処理について説明する。
Next, with reference to FIG. 3, the control process in the normal operation mode by the
図3のステップS1において、制御部3は、センサ6により検出された吹出温度Tbを取得する。ステップS2において、制御部3は、取得した吹出温度(冷却温度)Tbと冷却目標温度Tb0とに基づいて、圧縮機21を回転駆動するための回転速度指令を駆動部4に送信する。ステップS3において、制御部3は、圧縮機21の回転速度Fが所定の回転速度FA以下であるか否かを判断する。FがFA以下であれば、ステップS4に進み、FがFAより大きければステップS7に進む。なお、所定の回転速度FAは、圧縮機21の回転速度の制御により冷却温度を制御することが可能な圧縮機21の回転速度に基づいて設定されている。
In step S <b> 1 of FIG. 3, the
ステップS4において、制御部3は、吹出温度Tbが冷却目標温度Tb0以上であるか否かを判断する。TbがTb0以上であれば、ステップS5に進み、TbがTb0未満であれば、ステップS8に進む。ステップS5において、制御部3は、吹出温度Tbが冷却目標温度Tb0に不感帯温度Tb1(たとえば、0.5℃)を加えた値より大きいか否かを判断する。つまり、制御部3は、測定誤差を考慮して吹出温度Tbが冷却目標温度Tb0と略同じであるか否かを判断する。TbがTb0+Tb1よりも大きい場合、ステップS6に進み、TbがTb0+Tb1以下である場合、処理を終了する。つまり、TbがTb0+Tb1以下である場合、冷却目標温度Tb0と吹出温度(測定温度)Tbとの差の積算は行われない。
In step S4, the
ステップS6において、制御部3は、I=I+(Tb−Tb0−Tb1)として、温度差積算量Iを更新する。つまり、制御部3は、吹出温度(測定温度)Tbと冷却目標温度Tb0との差から不感帯温度Tb1を差し引いて温度差積算量Iを積算する。
In step S6, the
ステップS3において、FがFAよりも大きいと判断された場合、ステップS7において、制御部3は、I=0として、温度差積算量Iをリセットする。また、この場合、冷却目標温度Tb0と吹出温度(測定温度)Tbとの差の積算は行われない。その後、処理が終了される。
When it is determined in step S3 that F is larger than FA, in step S7, the
ステップS4において、TbがTb0よりも小さいと判断された場合、ステップS8において、制御部3は、吹出温度Tbが冷却目標温度Tb0に不感帯温度Tb2(たとえば、0.5℃)を減じた値より小さいか否かを判断する。つまり、制御部3は、測定誤差を考慮して吹出温度Tbが冷却目標温度Tb0と略同じであるか否かを判断する。TbがTb0−Tb2よりも小さい場合、ステップS9に進み、TbがTb0−Tb2以上である場合、ステップS10に進む。つまり、TbがTb0−Tb2以上である場合、冷却目標温度Tb0と吹出温度(測定温度)Tbとの差の積算は行われない。
When it is determined in step S4 that Tb is smaller than Tb0, in step S8, the
ステップS9において、制御部3は、I=I−(Tb0−Tb2−Tb)(I=I+(Tb−Tb0+Tb2))として、温度差積算量Iを更新する。つまり、制御部3は、吹出温度(測定温度)Tbと冷却目標温度Tb0との差に不感帯温度Tb2を加えて温度差積算量Iを積算する。その後、ステップS10に進む。
In step S9, the
ステップS10において、制御部3は、温度差積算量Iが第1積算量Ia未満か否かを判断する。IがIa未満であれば、ステップS11に進み、IがIa以上であれば、処理を終了する。ステップS11において、制御部3は、低負荷モードに移行して、処理を終了する。なお、通常運転モード時は、10秒毎に吹出温度Tbが測定されて、ステップS1〜S11の処理が繰り返される。
In step S10, the
次に、図4を参照して、本実施形態のショーケース100の制御部3による低負荷モードにおけるインバータ(圧縮機)停止時の制御処理について説明する。
Next, with reference to FIG. 4, the control process at the time of the inverter (compressor) stop by the
本処理では、圧縮機21は回転が停止した状態からスタートする。図4のステップS21において、制御部3は、センサ6により検出された吹出温度Tbを取得する。ステップS22において、制御部3は、吹出温度Tbが冷却目標温度Tb0以上であるか否かを判断する。TbがTb0以上であれば、ステップS23に進み、TbがTb0未満であれば、ステップS27に進む。
In this process, the
ステップS23において、制御部3は、吹出温度Tbが冷却目標温度Tb0に不感帯温度Tb1(たとえば、0.5℃)を加えた値より大きいか否かを判断する。つまり、制御部3は、測定誤差を考慮して吹出温度Tbが冷却目標温度Tb0と略同じであるか否かを判断する。TbがTb0+Tb1よりも大きい場合、ステップS24に進み、TbがTb0+Tb1以下である場合、ステップS25に進む。つまり、TbがTb0+Tb1以下である場合、冷却目標温度Tb0と吹出温度(測定温度)Tbとの差の積算は行われない。
In step S23, the
ステップS24において、制御部3は、I=I+(Tb−Tb0−Tb1)として、温度差積算量Iを更新する。つまり、制御部3は、吹出温度(測定温度)Tbと冷却目標温度Tb0との差から不感帯温度Tb1を差し引いて温度差積算量Iを積算する。その後、ステップS25に進む。ステップS25において、制御部3は、温度差積算量Iが0よりも大きいか否かを判断する。Iが0よりも大きければ(正であれば)、ステップS26に進み、Iが0以下であれば、処理を終了する。ステップS26において、制御部3は、圧縮機21を下限回転速度で駆動させる。その後、処理を終了する。
In step S24, the
ステップS22において、TbがTb0よりも小さいと判断された場合、ステップS27において、制御部3は、吹出温度Tbが冷却目標温度Tb0に不感帯温度Tb2(たとえば、0.5℃)を減じた値より小さいか否かを判断する。つまり、制御部3は、測定誤差を考慮して吹出温度Tbが冷却目標温度Tb0と略同じであるか否かを判断する。TbがTb0−Tb2よりも小さい場合、ステップS28に進み、TbがTb0−Tb2以上である場合、処理を終了する。つまり、TbがTb0−Tb2以上である場合、冷却目標温度Tb0と吹出温度(測定温度)Tbとの差の積算は行われない。
When it is determined in step S22 that Tb is smaller than Tb0, in step S27, the
ステップS28において、制御部3は、I=I−(Tb0−Tb2−Tb)として、温度差積算量Iを更新する。つまり、制御部3は、吹出温度(測定温度)Tbと冷却目標温度Tb0との差に不感帯温度Tb2を加えて温度差積算量Iを積算する。その後、処理を終了する。なお、低負荷モードにおいて圧縮機21が停止されている場合は、10秒毎に吹出温度Tbが測定されて、ステップS21〜S28の処理が繰り返される。
In step S28, the
次に、図5を参照して、本実施形態のショーケース100の制御部3による低負荷モードにおけるインバータ(圧縮機)起動時の制御処理について説明する。
Next, with reference to FIG. 5, the control process at the time of starting the inverter (compressor) in the low load mode by the
本処理では、圧縮機21は下限回転速度で駆動している状態からスタートする。図5のステップS31において、制御部3は、センサ6により検出された吹出温度Tbを取得する。ステップS32において、制御部3は、吹出温度Tbが冷却目標温度Tb0以上であるか否かを判断する。TbがTb0以上であれば、ステップS33に進み、TbがTb0未満であれば、ステップS37に進む。
In this process, the
ステップS33において、制御部3は、吹出温度Tbが冷却目標温度Tb0に不感帯温度Tb1(たとえば、0.5℃)を加えた値より大きいか否かを判断する。つまり、制御部3は、測定誤差を考慮して吹出温度Tbが冷却目標温度Tb0と略同じであるか否かを判断する。TbがTb0+Tb1よりも大きい場合、ステップS34に進み、TbがTb0+Tb1以下である場合、ステップS35に進む。つまり、TbがTb0+Tb1以下である場合、冷却目標温度Tb0と吹出温度(測定温度)Tbとの差の積算は行われない。
In step S33, the
ステップS34において、制御部3は、I=I+(Tb−Tb0−Tb1)として、温度差積算量Iを更新する。つまり、制御部3は、吹出温度(測定温度)Tbと冷却目標温度Tb0との差から不感帯温度Tb1を差し引いて温度差積算量Iを積算する。その後、ステップS35に進む。ステップS35において、制御部3は、温度差積算量Iが0よりも大きく、かつ、解除タイマSがSa以上か否かを判断する。なお、解除タイマSは、低負荷モードに移行してからカウントが開始される。つまり、制御部3は、温度差積算量Iが0より大きくなり、かつ、低負荷モードに移行後一定時間Sa経過したか否かを判断する。Iが0よりも大きく(正であり)、かつ、SがSa以上であれば、ステップS36に進み、Iが0以下、または、SがSa未満であれば、処理を終了する。ステップS36において、制御部3は、低負荷モードを解除して、通常運転モードに移行する。
In step S34, the
ステップS32において、TbがTb0よりも小さいと判断された場合、ステップS37において、制御部3は、吹出温度Tbが冷却目標温度Tb0に不感帯温度Tb2(たとえば、0.5℃)を減じた値より小さいか否かを判断する。つまり、制御部3は、測定誤差を考慮して吹出温度Tbが冷却目標温度Tb0と略同じであるか否かを判断する。TbがTb0−Tb2よりも小さい場合、ステップS38に進み、TbがTb0−Tb2以上である場合、ステップS39に進む。つまり、TbがTb0−Tb2以上である場合、冷却目標温度Tb0と吹出温度(測定温度)Tbとの差の積算は行われない。
When it is determined in step S32 that Tb is smaller than Tb0, in step S37, the
ステップS38において、制御部3は、I=I−(Tb0−Tb2−Tb)として、温度差積算量Iを更新する。つまり、制御部3は、吹出温度(測定温度)Tbと冷却目標温度Tb0との差に不感帯温度Tb2を加えて温度差積算量Iを積算する。ステップS39において、制御部3は、温度差積算量Iが第1積算量Ia未満か否かを判断する。IがIa未満であれば、ステップS40に進み、IがIa以上であれば、処理を終了する。ステップS40において、制御部3は、圧縮機21の回転駆動を停止して、処理を終了する。なお、低負荷モードにおいて圧縮機21が起動(駆動)されている場合は、10秒毎に吹出温度Tbが測定されて、ステップS31〜S40の処理が繰り返される。
In step S38, the
次に、図6〜図8を参照して、本実施形態のショーケース100および比較例における温度推移の一例について説明する。
Next, with reference to FIGS. 6-8, an example of the temperature transition in the
図6に示すように、本実施形態のショーケース100では、時間t1までの期間は、圧縮機21の回転速度を制御することにより、吹出温度(冷却温度)を制御する通常運転モードにより運転されている。また、通常運転モードにおいて、冷却目標温度値と測定温度値との差を積算した温度差積算量Iが負の第1積算量Ia未満となった場合(時間t1)、低負荷モードに移行するとともに、圧縮機21が停止される。その後、温度差積算量Iをリセットせずに冷却目標温度値と測定温度値との差の積算を継続して行い、温度差積算量Iが第2積算量(たとえば0)より大きくなった場合(時間t2)に、圧縮機21を再起動する。その後、温度差積算量Iをリセットせずに冷却目標温度値と測定温度値との差の積算を継続して行い、温度差積算量Iが負の第1積算量Ia未満となった場合(時間t3)、圧縮機21が停止される。
As shown in FIG. 6, the
図7および図8に示す比較例では、吹出温度(冷却温度)が冷却目標温度より所定以上低下したOFF温度に達した場合に、圧縮機が停止され、圧縮機停止後、吹出温度(冷却温度)が冷却目標温度より所定以上上昇したON温度に達した場合に、圧縮機が再起動されるように構成されている。 In the comparative example shown in FIG. 7 and FIG. 8, when the blowing temperature (cooling temperature) reaches an OFF temperature that is lower than the cooling target temperature by a predetermined amount or more, the compressor is stopped, and after the compressor is stopped, the blowing temperature (cooling temperature). ) Reaches the ON temperature that is higher than the cooling target temperature by a predetermined amount or more, the compressor is restarted.
図7に示す比較例の状態1では、時間t11(t13)において、吹出温度(冷却温度)がOFF温度に達したことにより、圧縮機が停止されている。また、圧縮機停止後、時間t12(t14)において、吹出温度(冷却温度)がON温度に達したことにより、圧縮機が再起動されている。この場合、吹出温度(冷却温度)は、冷却目標温度近辺を上下するように推移している。
In the
図8に示す比較例の状態2では、圧縮機を下限回転速度で駆動している場合に、吹出温度(冷却温度)が、冷却目標温度とOFF温度との間で安定して推移している。この場合、吹出温度(冷却温度)がOFF温度に達しないため、圧縮機は停止されず、下限回転速度での駆動が継続される。このため、平均温度が冷却目標温度に対して低くなる。この場合、無駄に冷却することになり、消費エネルギーが増大する。 In the state 2 of the comparative example shown in FIG. 8, when the compressor is driven at the lower limit rotational speed, the blowing temperature (cooling temperature) stably changes between the cooling target temperature and the OFF temperature. . In this case, since the blowing temperature (cooling temperature) does not reach the OFF temperature, the compressor is not stopped and driving at the lower limit rotational speed is continued. For this reason, the average temperature becomes lower than the cooling target temperature. In this case, the cooling is wasted and energy consumption increases.
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。 In the present embodiment, the following effects can be obtained.
本実施形態では、上記のように、制御部3を、冷却目標温度値と測定温度値との差を積算して正負の符号を考慮した温度差積算量Iを取得し、取得した温度差積算量Iが負の第1積算量Ia未満となった場合に、圧縮機21を停止するように構成することによって、測定温度(吹出温度)が冷却目標温度より低い状態で推移している場合に圧縮機21の駆動が停止されるので、圧縮機21が停止される分、省エネルギー化を図ることができる。また、温度差積算量Iが負の第1積算量Ia未満となった際に圧縮機21が停止されるので、図8の比較例のように、圧縮機の回転速度が下限近傍になった場合に圧縮機の駆動が停止されずに冷却温度が冷却目標温度より常に低い状態で推移する場合と異なり、冷却平均温度が冷却目標温度に対して常に低くなることを抑制することができる。これにより、冷却しすぎを抑制して、圧縮機21の回転速度が下限近傍になった場合でも冷却温度(吹出温度)の制御を精度よく行いつつ、省エネルギー化を図ることができる。
In the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、制御部3を、圧縮機21を停止後、冷却目標温度値と測定温度(吹出温度)値との差の積算を継続して行い、温度差積算量Iが第2積算量(=0)より大きくなった場合に、圧縮機21を再起動するように構成する。これにより、冷却目標温度値と測定温度値との差の積算を継続して行うことによって、圧縮機21を停止した際に温度差積算量Iをリセットする場合と異なり、圧縮機21の停止の前後の温度推移を考慮することができるので、圧縮機21の停止および再起動により冷却平均温度(吹出温度の平均)を冷却目標温度に精度よく近づけることができる。
In the present embodiment, after the
また、本実施形態では、制御部3を、冷却目標温度値と測定温度(吹出温度)値との差の絶対値が所定の値より小さい場合、冷却目標温度値と測定温度値との差の積算を行わないように構成する。これにより、冷却温度(吹出温度)が冷却目標温度と略同じである場合のように冷却温度と冷却目標温度との差の絶対値が小さい場合に、冷却目標温度値と測定温度値との差が積算されて温度差積算量Iが第1積算量Ia未満になった場合に圧縮機21が停止されてしまうのを抑制することができる。
Moreover, in this embodiment, when the absolute value of the difference between the cooling target temperature value and the measured temperature (blowing temperature) value is smaller than the predetermined value, the
また、本実施形態では、制御部3を、圧縮機21の回転速度が所定の速度より大きい場合、冷却目標温度値と測定温度(吹出温度)値との差の積算を行わないとともに、温度差積算量Iをリセットするように構成する。ここで、圧縮機21の回転速度が所定の速度より大きい場合には、圧縮機21の回転速度を制御するだけで冷却温度(吹出温度)を正確に調整することができるので、このような場合には、積算を行わないとともに、積算量をリセットすることによって、冷却目標温度値と測定温度値との差が積算されて圧縮機21が停止されてしまうのを抑制することができる。
Further, in the present embodiment, when the rotational speed of the
また、本実施形態では、制御部3を、冷却目標温度値と測定温度(吹出温度)値との差を積算し、温度差積算量Iが第3積算量Ia未満となった場合に、通常運転モードから圧縮機21を一定回転速度以下で駆動させる低負荷モードに移行し、低負荷モードにおいて温度差積算量Iが負の第1積算量Ia未満となった場合に、圧縮機21を停止するように構成する。これにより、低負荷モードにおいて、圧縮機21を下限回転速度で駆動させる制御および圧縮機21を停止させる制御を行うことによって、省エネルギー化を図りながら、冷却温度(吹出温度)を精度よく冷却目標温度に近づけることができる。
In the present embodiment, the
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
たとえば、上記実施形態では、冷却装置としてのショーケースに本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限られない。ショーケース以外の冷却装置に本発明を適用してもよい。たとえば、冷却装置としての冷蔵庫、冷凍庫、エアコン、冷水器、冷凍車、自動販売機などに本発明を適用してもよい。 For example, in the said embodiment, although the example which applied this invention to the showcase as a cooling device was shown, this invention is not limited to this. The present invention may be applied to a cooling device other than a showcase. For example, the present invention may be applied to a refrigerator, a freezer, an air conditioner, a water cooler, a freezer, a vending machine, or the like as a cooling device.
また、上記実施形態では、インバータ制御(周波数制御)により圧縮機の回転速度を制御する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、圧縮機は、インバータ制御以外により回転数が制御されてもよい。たとえば、圧縮機は、直流モータを含み電流値の制御により回転数が制御されてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the example of the structure which controls the rotational speed of a compressor by inverter control (frequency control) was shown, this invention is not limited to this. In the present invention, the rotational speed of the compressor may be controlled by means other than inverter control. For example, the compressor may include a DC motor and the rotation speed may be controlled by controlling the current value.
また、上記実施形態では、冷却目標温度値と測定温度値との差から不感帯温度を加減して温度差積算量を積算する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、不感帯温度を加減せずに、冷却目標温度値と測定温度値との差を温度差積算量として積算してもよい。 Moreover, although the said embodiment showed the example of the structure which adds and subtracts a dead zone temperature from the difference of a cooling target temperature value and a measured temperature value, and integrates a temperature difference integrated amount, this invention is not limited to this. In the present invention, the difference between the cooling target temperature value and the measured temperature value may be integrated as the temperature difference integrated amount without adjusting the dead zone temperature.
また、上記実施形態では、温度差積算量が負の第1積算量未満となった場合に、圧縮機を停止する制御を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、温度差積算量が負の第1積算量未満となった場合に、圧縮機を停止する制御と、測定温度が所定のしきい値未満となった場合に、圧縮機を停止する制御とを併用して行ってもよい。これにより、長期/短期の両面において測定温度と冷却目標温度とのかい離を抑制することができるので、安定的かつ効率的に冷却することが可能である。 Moreover, although the example which performs control which stops a compressor when the temperature difference integrated amount became less than a negative 1st integrated amount was shown in the said embodiment, this invention is not limited to this. In the present invention, when the temperature difference integrated amount becomes less than the negative first integrated amount, the compressor is stopped, and when the measured temperature becomes less than a predetermined threshold value, the compressor is stopped. You may perform together with control. As a result, the separation between the measured temperature and the cooling target temperature can be suppressed on both long-term and short-term sides, so that stable and efficient cooling is possible.
また、上記実施形態では、温度差積算量が第2積算量より大きくなった場合に、圧縮機を再起動する制御を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、温度差積算量が負の第2積算量より大きくなった場合に、圧縮機を再起動する制御と、測定温度が所定のしきい値より大きくなった場合に、圧縮機を再起動する制御とを併用して行ってもよい。 Moreover, although the example which performs control which restarts a compressor when the temperature difference integrated amount became larger than the 2nd integrated amount was shown in the said embodiment, this invention is not limited to this. In the present invention, when the temperature difference integrated amount becomes larger than the negative second accumulated amount, the compressor is restarted, and when the measured temperature becomes larger than a predetermined threshold value, the compressor is restarted. You may perform together with the control to start.
また、上記実施形態では、圧縮機の回転速度が所定の速度より大きい場合、冷却目標温度値と測定温度値との差の積算を行わないとともに、温度差積算量をリセットする制御を行う構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、圧縮機の回転速度が所定の速度より大きい場合、冷却目標温度値と測定温度値との差の積算を行わない制御、または、温度差積算量をリセットする制御のいずれか一方を行う構成でもよい。 Further, in the above embodiment, when the rotation speed of the compressor is higher than a predetermined speed, the difference between the cooling target temperature value and the measured temperature value is not integrated, and the control for resetting the temperature difference integrated amount is performed. Although an example is shown, the present invention is not limited to this. In the present invention, when the rotational speed of the compressor is larger than a predetermined speed, either the control that does not integrate the difference between the cooling target temperature value and the measured temperature value or the control that resets the temperature difference integrated amount is performed. The structure to perform may be sufficient.
また、上記実施形態では、圧縮機を停止させる温度差積算量である第1積算量と、通常運転モードから低負荷モードに移行させる温度差積算量である第3積算量とを同じ値に設定する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第1積算量と第3積算量とを異なる値にしてもよい。 In the above embodiment, the first integrated amount that is the temperature difference integrated amount that stops the compressor and the third integrated amount that is the temperature difference integrated amount that shifts from the normal operation mode to the low load mode are set to the same value. However, the present invention is not limited to this. In the present invention, the first integrated amount and the third integrated amount may be different values.
また、上記実施形態では、冷媒として二酸化炭素(CO2)を用いる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、冷媒として二酸化炭素以外の冷媒を用いてもよい。たとえば、二酸化炭素以外の他の自然冷媒を用いてもよいし、オゾン層破壊係数がゼロの代替フロン冷媒を用いてもよい。 In the above embodiment, an example of a configuration using a carbon dioxide (CO 2) as a refrigerant, the present invention is not limited thereto. In the present invention, a refrigerant other than carbon dioxide may be used as the refrigerant. For example, a natural refrigerant other than carbon dioxide may be used, or an alternative chlorofluorocarbon refrigerant having an ozone layer depletion coefficient of zero may be used.
また、上記実施形態では、説明の便宜上、制御部の処理を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部の処理を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型(イベントドリブン型)の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the process of the control part was demonstrated using the flow drive type flowchart which processes in order along a process flow for convenience of explanation, this invention is not limited to this. In the present invention, the processing of the control unit may be performed by event-driven (event-driven) processing that executes processing in units of events. In this case, it may be performed by a complete event drive type or a combination of event drive and flow drive.
1 収容部
2 冷凍サイクル
3 制御部
21 圧縮機
22 凝縮器
23 膨張弁
24 蒸発器
100 ショーケース(冷却装置)
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記圧縮機の回転速度を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、冷却目標温度値と測定温度値との差を積算して正負の符号を考慮した温度差積算量を取得し、取得した前記温度差積算量が負の第1積算量未満となった場合に、前記圧縮機を停止するように構成されている、冷却装置。 A refrigeration cycle including a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator capable of controlling the rotation speed, and circulating the refrigerant;
A controller for controlling the rotational speed of the compressor,
The control unit integrates the difference between the cooling target temperature value and the measured temperature value to acquire a temperature difference integrated amount in consideration of a positive / negative sign, and the acquired temperature difference integrated amount is less than the negative first integrated amount. A cooling device configured to stop the compressor when it becomes.
回転速度を制御可能な圧縮機と凝縮器と膨張弁と蒸発器とを含み、冷媒を循環させて前記収容部を冷却するための冷凍サイクルと、
前記圧縮機の回転速度を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、冷却目標温度値と測定温度値との差を積算して正負の符号を考慮した温度差積算量を取得し、取得した前記温度差積算量が負の第1積算量未満となった場合に、前記圧縮機を停止するように構成されている、ショーケース。 A storage section for storing articles;
A refrigeration cycle for cooling the storage unit by circulating a refrigerant, including a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator, the rotation speed of which can be controlled;
A controller for controlling the rotational speed of the compressor,
The control unit integrates the difference between the cooling target temperature value and the measured temperature value to acquire a temperature difference integrated amount in consideration of a positive / negative sign, and the acquired temperature difference integrated amount is less than the negative first integrated amount. A showcase configured to stop the compressor when it becomes.
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