JP6650620B2 - 冷凍システム - Google Patents

Description

本発明は、冷凍システムに係り、特に、ショーケースの異常を適正に判断して優先度に応じてショーケースの動作を自動調整することを可能とした冷凍システムに関する。

従来、スーパーマーケットやコンビニエンスストアなどに設置される冷凍設備の監視・管理手段は、設備の異常を判定する手段として、ショーケースや冷蔵庫の庫内に取り付けた温度センサなどの検出器によって庫内温度を測定し、庫内温度が異常な温度にあるのを検知し、ランプやブザーなどによって警報を発するようにしたものが一般的であった。

このような監視を行う冷凍システムとして、従来、例えば、スーパーマーケットなどの店舗に設置された冷凍・冷蔵ショーケース、冷凍・冷蔵庫、冷凍機などの各種冷凍設備の庫内温度を測定し、測定した庫内平均温度、庫内最高温度、庫内最低温度と、庫内温度設定値、庫内平均温度許容温度差、庫内最高・最低温度許容温度差とを比較することにより、冷凍設備の運転状況を監視・管理するシステムが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−０６１８１４号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載の技術では、冷凍設備の異常を判定する場合に、誤報を少なくするために、それぞれの冷凍設備の庫内温度の平均温度、最高温度、最低温度とその許容温度差といった複数のパラメータを複数の機器と関連付けて判定する等、複雑な判断が必要である。また、異常を判定した場合に、被冷却空間の冷却をできるだけ維持することが要求される。
本発明は、前記した事情に鑑みてなされたものであり、異常を適正に判断して、異常を判断した後も、被冷却空間の冷却をできるだけ維持する運転を行うことのできる冷凍システムを提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するため、本発明に係る冷凍システムは、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器により冷媒回路を構成するとともに、前記蒸発器により冷却される複数の被冷却空間を備え、前記圧縮機の低圧側圧力および設定圧力に基づいて前記圧縮機の容量を制御するとともに、第１の周期で前記被冷却空間の温度と設定温度との偏差に基づいて前記設定圧力を変更する制御部を備えた冷凍システムにおいて、前記制御部は、前記第１の周期より長く第２の周期以下の第３の周期の範囲で、前記第１の周期で取得した前記被冷却空間ごとの個別偏差を積算して第３の周期ごとの個別偏差積算値を求め、前記制御部は、前記被冷却空間ごとに運転パラメータの自動調整を行う際の優先度を設定し、前記個別偏差積算値があらかじめ設定された個別管理値の範囲外となった場合に、当該被冷却空間の冷却異常と判断し、異常である旨を報知する報知部を備えるとともに、前記制御部は、異常である旨を報知した前記被冷却空間と同じ冷媒回路にある前記被冷却空間の運転パラメータを自動調整し、前記制御部は、前記個別管理値の範囲内にある前記被冷却空間の優先度を新たに低く設定し、当該優先度が最低優先度となった場合に、運転パラメータの自動制御を終了することを特徴とする。

これによれば、制御部により、異常である旨を報知した被冷却空間と同じ冷媒回路にある被冷却空間の運転パラメータを自動調整するので、異常が改善されるまでの間の冷却状態を維持することができる。

本発明によれば、被冷却空間の冷却運転における異常を検知し、報知した後、被冷却空間の運転パラメータを調整することで、異常が改善されるまでの間の冷却状態を維持することができる。

本発明に係る冷凍システムの実施形態を示す冷凍サイクルの回路図 本実施形態におけるコントローラを示すブロック図 本実施形態におけるショーケースの温度制御を示す説明図 本実施形態における偏差温度ｅの変動の例を示す説明図 本実施形態におけるシステム偏差積算値ｅ’の変動の例を示す説明図 本実施形態におけるショーケースごとの個別偏差ｅ’’ｎの変動の例を示す説明図 本実施形態におけるシステム偏差積算値ｅ’とシステム管理値との関係および個別偏差と個別管理値との関係に基づいてシステム全体およびショーケースごとの状態の指標を示す説明図 本実施形態における各ショーケースの状態判断の制御動作を示すフローチャート 本実施形態における運転パラメータの自動調整動作を示すフローチャート 本実施形態におけるシステムに警報が発生した場合の動作を示すフローチャート

第１の発明は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器により冷媒回路を構成するとともに、前記蒸発器により冷却される複数の被冷却空間を備え、前記圧縮機の低圧側圧力および設定圧力に基づいて前記圧縮機の容量を制御するとともに、第１の周期で前記被冷却空間の温度と設定温度との偏差に基づいて前記設定圧力を変更する制御部を備えた冷凍システムにおいて、前記制御部は、前記第１の周期より長く第２の周期以下の第３の周期の範囲で、前記第１の周期で取得した前記被冷却空間ごとの個別偏差を積算して個別偏差積算値を求め、前記個別偏差積算値があらかじめ設定された個別管理値の範囲外となった場合に、当該被冷却空間の冷却異常と判断し、異常である旨を報知する報知部を備えるとともに、前記制御部は、異常である旨を報知した前記被冷却空間と同じ冷媒回路にある前記被冷却空間の運転パラメータを自動調整する。

これにより、圧縮機の制御で使用している偏差温度を利用し、偏差温度を求める周期よりも長い周期で偏差温度の積算値を求め、履歴を取ることにより、被冷却空間の冷却運転における異常を検知し、報知した後、被冷却空間の運転パラメータを調整することで、異常が改善されるまでの間の冷却状態を維持することができる。

また、第２の周期は、デフロスト運転後のプルダウン運転が終了した時から次のデフロスト運転が開始されるまでの期間内で設定されるので、デフロスト運転およびプルダウン運転を除いた期間で安定してシステム偏差積算値を得ることができる。

また、制御部３１により、第１の周期より長い第２の周期の範囲で、第１の周期で取得した偏差を積算してシステム偏差積算値を求め、システム偏差積算値が予め設定されたシステム管理値を超えた場合に、システム異常と判断し、制御部３１は、システム異常を解消するように自動調整するようにしているので、システム全体の冷却状態を維持しようとするように動作することができる。

第２の発明は、前記第１の周期よりも長い第２の周期の範囲で、偏差を被冷却空間毎に積算した前記被冷却空間ごとの個別偏差積算値を求め、前記制御部による運転パラメータの自動調整は、前記第２の周期における個別偏差積算値の個別管理値に応じて行う。
これにより、第２の周期における個別偏差積算値の個別管理値に応じて行うことで、各被冷却空間ごとの状態をある程度判断することが可能となり、必要な調整方法を判定することができる。

第３の発明は、前記制御部による運転パラメータの自動調整は、あらかじめ設定された前記被冷却空間の優先度に応じて行う。
これにより、被冷却空間の異常があった場合に、被冷却空間の優先度に応じて運転パラメータの自動調整を行うので、優先度の高い被冷却空間の冷却状態を維持することができる。

第４の発明は、システムを構成する機器に異常が発生して前記報知部により警報が発生している場合は、前記制御部は、前記個別偏差積算値があらかじめ設定された前記個別管理値の範囲外となった前記被冷却空間と同じ冷媒回路にある前記被冷却空間の運転パラメータを自動調整する。
これにより、個別偏差積算値があらかじめ設定された個別管理値の範囲外となった被冷却空間と同じ冷媒回路にある被冷却空間の運転パラメータを自動調整するようにしているので、１つの冷媒回路における被冷却空間の冷却状態を維持することができる。

第５の発明は、前記制御部による運転パラメータの自動調整は、該当する前記被冷却空間の過熱度を個別偏差積算値から調整量を求めて調整することにより行う。
これにより、制御部による運転パラメータの自動調整は、該当する前記被冷却空間の過熱度を個別偏差積算値から調整量を求めて調整するようにしているので、過熱度の調整により被冷却空間の冷却状態を調整することができる。

第６の発明は、前記制御部による運転パラメータの自動調整は、該当する前記被冷却空間の弁開度を個別偏差積算値から調整量を求めて調整することにより行う。
これにより、制御部による運転パラメータの自動調整は、該当する被冷却空間の弁開度を個別偏差積算値から調整量を求めて調整することにより行うようにしているので、弁開度の調整により被冷却空間の冷却状態を調整することができる。

第７の発明は、前記制御部による運転パラメータの自動調整は、該当する前記被冷却空間における前記蒸発器の室内用ファンの回転数を個別偏差積算値から調整量を求めて調整することにより行う。
これにより、制御部による運転パラメータの自動調整は、該当する被冷却空間における前記蒸発器の室内用ファンの回転数を個別偏差積算値から調整量を求めて調整することにより行うようにしているので、室内用ファンの回転量の調整により被冷却空間の冷却状態を調整することができる。

第８の発明は、前記制御部による運転パラメータの自動調整は、該当する前記被冷却空間の設定温度を増減して調整することにより行う。
これにより、制御部による運転パラメータの自動調整は、該当する被冷却空間の設定温度を増減して調整することにより行うようにしているので、被冷却空間の設定温度の調整により被冷却空間の冷却状態を調整することができる。

第９の発明は、前記制御部による運転パラメータの自動調整は、該当する冷凍機における前記圧縮機の低圧圧力設定値を増減して調整することにより行う。
これにより、制御部による運転パラメータの自動調整は、該当する冷凍機における圧縮機の低圧圧力設定値を増減して調整することにより行うようにしているので、低圧圧力の調整により、被冷却空間の冷却状態を調整することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る冷凍システムの実施形態を示す冷凍サイクルの回路図である。
冷凍システムは、室外に設置される冷凍機１と、例えば、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施設に設置される室内ユニット２とを備えている。室内ユニット２には、被冷却空間としての複数のショーケース３が設置されている。

冷凍機１は、例えば、出力を可変することのできるインバータ式の圧縮機１０を備えており、圧縮機１０の出力を細かく調整することができるように構成されている。
また、冷凍機１は、凝縮器１１と、室外用ファン１２とを備えている。

また、室内ユニット２のショーケース３は、蒸発器１５と、室内用ファン１６と、室内用膨張弁１７と、室内用電動弁１８とを備えている。
そして、圧縮機１０から凝縮器１１を経て送られる冷媒は、冷媒配管１９を介して、室内ユニット２の室内用電動弁１８および室内用膨張弁１７を介して蒸発器１５に送られ、再び、冷媒配管１９を介して圧縮機１０に戻される冷媒回路とされている。

また、冷凍機１の圧縮機１０の冷媒流入側には、圧縮機１０に流入する冷媒圧力を検出する低圧センサ２０が設けられており、圧縮機１０の冷媒吐出側には、圧縮機１０から吐出される冷媒圧力を検出する高圧センサ２１が設けられている。さらに、圧縮機１０の吐出側には、圧縮機１０から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ２２が設けられている。
冷凍機１の外部には、外気温を検出する外気温センサ２３が設けられている。

また、ショーケース３には、ショーケース３の庫内温度を検出する庫内温度センサ２４が設けられている。ショーケース３には、ショーケース３の蒸発器１５の流入側における冷媒温度を検出する入口温度センサ２５および蒸発器１５の流出側における冷媒温度を検出する出口温度センサ２６が設けられている。

また、本実施形態においては、冷凍システムには、統合コントローラ３０が設けられている。
図２は本発明の冷凍システムの制御構成を示すブロック図である。図２に示すように、統合コントローラ３０は、所定の制御や演算処理などを総括して行うための制御部３１と、所定の情報を記憶する記憶部３２と、報知部３３と、を備えている。
制御部３１は、冷凍機１の低圧センサ２０、高圧センサ２１、吐出温度センサ２２、外気温センサ２３からの情報を取得する冷凍機情報取得部３４と、ショーケース３の庫内温度センサ２４、入口温度センサ２５、出口温度センサ２６からの情報を取得するショーケース情報取得部３５とを備えており、制御部３１は、これら冷凍機情報取得部３４およびショーケース情報取得部３５で取得した情報に基づいてシステムの状態を演算するように構成されている。
さらに、制御部３１は、システムの状態を判断し、その判断の結果に基づいて、システムの運転条件を設定して、冷凍機１およびショーケース３に出力する設定条件出力部３７を備えている。
また、記憶部３２は、履歴記憶部３６を備えている。記憶部３２には、例えば、後述するシステム管理値や個別管理値などの情報が記憶されている。

また、冷凍機１は、冷凍機制御部３８を備えている。冷凍機１は、低圧センサ２０、高圧センサ２１、吐出温度センサ２２および外気温センサ２３による検出値を出力する冷凍機出力部４０を備えている。
また、冷凍機制御部３８は、冷凍機出力部４０から出力される低圧センサ２０、高圧センサ２１、吐出温度センサ２２および外気温センサ２３の検出値を統合コントローラ３０の冷凍機情報取得部３４に送るように構成されている。
冷凍機制御部３８は、冷凍機出力部４０の低圧センサ２０、高圧センサ２１、吐出温度センサ２２および外気温センサ２３から出力される検出値および設定条件出力部３７から送られる設定条件に基づいて、圧縮機１０および室外用ファン１２の動作を制御するように構成されている。

また、ショーケース３は、ショーケース制御部３９を備えている。ショーケース３は、庫内温度センサ２４、入口温度センサ２５および出口温度センサ２６による検出値を出力するショーケース出力部４１を備えている。
また、ショーケース制御部３９は、ショーケース出力部４１から出力される庫内温度センサ２４、入口温度センサ２５および出口温度センサ２６の検出値を統合コントローラのショーケース情報取得部３５に送るように構成されている。
ショーケース制御部３９は、ショーケース出力部４１の庫内温度センサ２４、入口温度センサ２５および出口温度センサ２６から出力される検出値および設定条件出力部３７から送られる設定条件に基づいて、室内用ファン１６および室内用膨張弁１７の動作を制御するように構成されている。

図３は、ショーケース３の温度制御を示す説明図である。図３に示すように、デフロスト運転を開始してからプルダウン運転が終了するまでの間の期間を除いたサーモサイクル運転期間において、制御部３１の冷凍機情報取得部３４は、冷凍機制御部３８から冷凍機１の低圧センサ２０、高圧センサ２１、吐出温度センサ２２、外気温センサ２３の検出値を取得するとともに、ショーケース情報取得部３５は、ショーケース制御部３９から、ショーケース３の庫内温度センサ２４、入口温度センサ２５、出口温度センサ２６の検出値を取得する。

そして、制御部３１は、前述の各検出値に基づいて、システムの情報を判断し、判断結果に基づいてシステムの運転条件を設定し、設定条件出力部３７により、冷凍機制御部３８およびショーケース制御部３９に送る。冷凍機制御部３８およびショーケース制御部３９は、設定条件出力部３７から送られる設定条件に基づいて、ショーケース３の庫内温度が設定温度となるように、圧縮機１０、室外用ファン１２、室内用ファン１６および各室内用膨張弁１７を駆動制御するものである。

本実施形態においては、制御部３１のショーケース情報取得部３５は、原則として、同一の冷媒配管１９に接続されたショーケース３の設定温度および庫内温度センサ２４で検出された庫内温度を取得する。
ショーケース情報取得部３５は、例えば、１０秒間隔など所定の周期で庫内温度センサ２４により、ショーケース３の庫内温度を取得するものである。
制御部３１は、取得した温度情報に基づいて、第１の周期ごとに移動平均温度ＴＰを求める。ここで、第１の周期は、任意に設定することができるものであるが、例えば、１５分とされる。また、移動平均温度ＴＰを求めるのは、例えば、商品陳列のためにショーケース３の扉が開かれた状態とされた場合など、外乱による温度変化を取り除くためである。

そして、制御部３１は、移動平均温度ＴＰと設定温度ＴＳとの差である偏差温度ｅ（ｅ＝ＴＰＡ−ＴＳ）を算出する。
図４は、偏差温度ｅの変動の例を示す説明図である。図４に示すように、偏差温度ｅは、１５分間の移動平均温度を算出するものであるため、偏差温度ｅの変動はかなり小さいものとなる。
そして、制御部３１は、偏差温度ｅに基づいて、圧縮機１０の低圧圧力の設定圧力を変更するように制御する。
この偏差温度ｅは、各ショーケース３ごとに求めるようになっている。

偏差温度ｅは、通常であれば、図４に示すように、設定温度に対して±１℃あるいは±２℃程度の小さい温度幅で変動するものであり、偏差温度ｅだけではショーケース３の異常を判断することが困難である。
そのため、本実施形態においては、制御部３１は、第１の周期より長い第２の周期で、下記式に示すように、前述の各ショーケース３における偏差温度ｅを積算したショーケース３ごとの個別偏差ｅ’ｘを算出する。
ｅ’１＝第２の周期における前の周期の偏差温度積算値ｅ’１＋偏差温度ｅ１
ｅ’２＝第２の周期における前の周期の偏差温度積算値ｅ’２＋偏差温度ｅ２
ここで、第２の周期とは、ショーケース３のデフロスト終了後のプルダウン運転終了時からデフロスト開始時までの時間内で任意に設定することができる周期である。例えば、１時間、２時間など任意に設定することができるものであり、最大で、プルダウン運転終了時からデフロスト開始時までの時間となる。

さらに、制御部３１は、下記式に示すように、各ショーケース３ごとの偏差温度ｅ１〜ｅｘを積算したシステム偏差Ｅおよびシステム偏差積算値Ｅ’を求める。
システム偏差Ｅ＝ｅ１＋ｅ２＋…＋ｅｘ
システム偏差積算値Ｅ’＝第２の周期における前の周期のシステム偏差積算値ｅ’＋システム偏差Ｅ
＝ｅ’１＋ｅ’２＋ｅ’３＋…＋ｅ’ｘ
そして、制御部３１は、このシステム偏差積算値Ｅ’があらかじめ設定されたシステム管理値βを超えたか否かを判断し、システム偏差積算値Ｅ’がシステム管理値βを超える現象が検知された場合に、同一の冷媒配管１９内におけるシステム全体の異常と判断するように構成されている。

すなわち、図５に示すように、システム偏差積算値Ｅ’がシステム管理値βの範囲（±β）にあれば、制御部３１は、同一の冷媒配管１９内におけるシステム全体の冷却状態が正常であると判断するものである。
例えば、図５に示す場合において、制御部３１は、システム偏差積算値Ｅ’がシステム管理値の上限（＋β）を超えた場合には、システム全体として冷えが悪い傾向にあり、システム偏差積算値Ｅ’がシステム管理値の下限（−β）未満の場合には、システム全体として冷えすぎの傾向にあるとして異常と判断するものである。

図７は、システム偏差積算値Ｅ’と個別偏差積算値ｅ’を利用して判断する例であるので、第３の周期での判定の説明は後述する。
まず、第２の周期で、システム偏差積算値と個別偏差積算値で判断する場合について説明する。

各ショーケース３ごとの個別偏差積算値ｅ’は、例えば、図６に示すように、ショーケース３がケース１からケース４まであるとした場合、制御部３１は、ケース１で個別偏差積算値ｅ’１が、＋αを超えているため、冷えが悪い傾向にあると判断し、ケース４では、個別偏差積算値ｅ’４が−α未満なので、冷えすぎの傾向にあると判断するものである。なお、ケース２およびケース３は、個別偏差積算値ｅ’が±αの範囲内にあるので、正常であると判断される。

また、制御部３１は、システム偏差積算値Ｅ’および個別偏差積算値ｅ’１〜ｅ’４を、システム管理値および個別管理値と比較することにより、同一の冷媒配管１９内のシステム全体および各ショーケース３が、どのような状態にあるかを判断することが可能となる。
図７は、システム偏差積算値とシステム管理値との関係および個別偏差積算値と個別管理値との関係に基づいてシステム全体およびショーケース３ごとの状態の指標を示す説明図である。なお、図７において、記載されている指標は、一例にすぎず、システム構成、制御プログラムなどによって変動するものである。

具体的には、図７に示すように、システム偏差積算値Ｅ’が±βの範囲にある場合、−β未満の場合、＋βを超える場合に分けるとともに、個別偏差積算値ｅ’１〜ｅ’４が全て±αの範囲内にある場合、個別偏差積算値ｅ’１〜ｅ’４が−α未満のものと±αの範囲内のものである場合（＋αを超えるものがない）、個別偏差積算値ｅ’１〜ｅ’４が、＋αを超えるものと±αの範囲内のものである場合（−α未満がない）、個別偏差積算値ｅ’１〜ｅ’４が−α未満のものと＋αを超えるものが混在する場合に分けることで、これらの組み合わせでシステム全体およびケース１〜ケース４の状態をある程度判断することが可能となる。

例えば、システム偏差積算値Ｅ’が±βの範囲にある場合で、個別偏差積算値ｅ’１〜ｅ’４が全て±αの範囲内の場合、システム全体として正常であると判断することができる。
また、システム偏差積算値Ｅ’が−β未満の場合で、個別偏差積算値ｅ’１〜ｅ’４が全て±αの範囲内の場合、システム全体として冷えすぎの傾向にあると判断することができる。
システム偏差積算値Ｅ’が＋βを超える場合で、個別偏差積算値ｅ’１〜ｅ’４が全て±αの範囲内の場合、システム全体として冷えが悪い傾向にあると判断することができる。

同様に、システム偏差積算値Ｅ’が±βの範囲にある場合で、個別偏差積算値ｅ’１〜ｅ’４が−α未満のものと±αの範囲内のものである場合、個別偏差積算値が−α未満のケースは冷え気味であると判断することができる。
システム偏差積算値Ｅ’が−β未満の場合で、個別偏差積算値ｅ’１〜ｅ’４が−α未満のものと±αの範囲内のものである場合、個別偏差積算値が−α未満のケースは冷えすぎであると判断することができる。
システム偏差積算値Ｅ’が＋βを超える場合で、個別偏差積算値ｅ’１〜ｅ’４が−α未満のものと±αの範囲内のものである場合、個別偏差積算値が±αの範囲内のケースに冷えが悪い傾向にあるものがあると判断することができる。

システム偏差積算値Ｅ’が±βの範囲にある場合で、個別偏差積算値ｅ’１〜ｅ’４が＋αを超えるものと±αの範囲内のものである場合、個別偏差積算値が＋αを超えるケースは冷えが悪いと判断することができる。
システム偏差積算値Ｅ’が−β未満の場合で、個別偏差積算値ｅ’１〜ｅ’４が＋αを超えるものと±αの範囲内のものである場合、個別偏差積算値が＋αを超えるケースは冷えが悪いと判断することができる。この場合には、＋αを超えるケースがなんらかの影響を及ぼし、他のケースを冷えすぎにさせている可能性が高い。
システム偏差積算値Ｅ’が＋βを超える場合で、個別偏差積算値ｅ’１〜ｅ’４が＋αを超えるものと±αの範囲内のものである場合、システム全体として冷えが悪い傾向にあると判断することができる。

システム偏差積算値Ｅ’が±βの範囲にある場合で、個別偏差積算値ｅ’１〜ｅ’４が−α未満のものや＋αを超えるものが混在する場合、個別偏差積算値が＋αを超えるケースは冷えが悪い傾向にあり、個別偏差積算値が−α未満のケースは冷え気味であり、システム全体としてバランスが悪い状態と判断することができる。
システム偏差積算値Ｅ’が−β未満の場合で、個別偏差積算値ｅ’１〜ｅ’４が−α未満のものや＋αを超えるものが混在する場合、個別偏差積算値が＋αを超えるケースは冷えが悪く、このケースがなんらかの影響を及ぼし、システム全体を冷えすぎにさせている可能性が高い、と判断することができる。
システム偏差積算値Ｅ’が＋βを超える場合で、個別偏差積算値ｅ’１〜ｅ’４が−α未満のものや＋αを超えるものが混在する場合、システム全体として冷えが悪い傾向にあると判断することができる。

さらに、制御部３１は、第３の周期で、下記式に示すように、第１の周期ごとに記録した偏差温度ｅから各ショーケース３ごとの個別偏差積算値ｅ’’１〜ｅ’’ｘを求める。
ｅ’’１＝第３の周期における前の周期の偏差温度積算値ｅ’’１＋偏差温度ｅ１
ｅ’’２＝第３の周期における前の周期の偏差温度積算値ｅ’’２＋偏差温度ｅ２
ここで、第３の周期とは、第１の周期より長く第２の周期以下の周期であり、適宜設定されるものであり、第２の周期と同一であってもよい。

そして、制御部３１は、第３の周期の個別偏差積算値ｅ’’ｎと、ショーケース３ごとに設定された個別管理値α’とを比較し、個別管理値α’を超える現象が検知された場合や、所定の回数連続して超える現象が発生した場合に、当該ショーケース３の自動調整が必要であると判断し、自動調整制御を行うように構成されている。

このように第２の周期でのシステム偏差積算値Ｅ’および個別偏差積算値ｅ’ｎをそれぞれ求めることにより、システム全体および各ショーケース３ごとの状態をある程度判断することが可能となり、必要な調整方法を判定することができる。
また、第３の周期での個別偏差積算値ｅ’’をそれぞれ求めることにより、各ショーケース３ごとに必要な調整方法を判定することが可能になる。

そして、制御部３１は、個別偏差積算値ｅ’ｎに基づいて、ショーケース３が異常であると判断した場合には、報知部３３により、異常である旨を報知するように構成されている。
そして、制御部３１がショーケースの異常であると判断した場合には、設定条件出力部３７により、異常状態を解消するための運転条件を設定し、ショーケース制御部３９に送る。ショーケース制御部３９は、設定条件に基づいてショーケース３の運転パラメータの自動調整を行うように構成されている。
なお、ショーケース３の運転パラメータの自動調整は、異常である旨を報知したショーケース３と同じ冷媒回路にあるショーケース３に対して行われる。

また、本実施形態においては、ショーケース３ごとに運転パラメータの自動調整を行う際の優先度をあらかじめ設定しておく。すなわち、ショーケース制御部３９は、ショーケース３ごとの優先度に応じて、ショーケース３の自動調整を行うものであり、システムの異常が発生した場合でも、優先度の高いショーケース３の冷却状態を維持するように構成されている。

例えば、肉、魚あるいは野菜など鮮度を維持する必要がある商品を陳列するショーケース３においては、優先度を高く設定し、ジュースなど多少温度が上昇しても商品の鮮度への影響が少ないショーケース３においては、優先度を低く設定する。また、自動調整を行わないショーケース３については、優先度を設定しない。
そして、制御部３１は、各ショーケース３ごとの状態を判断し、優先度を設定したショーケース３のうち、個別偏差積算値ｅ’ｎが個別管理値αを超えた場合または個別管理値−α未満のショーケース３について、ショーケース３の運転パラメータを自動調整するように構成されている。
なお、ショーケース３の個別偏差の演算は、優先度にかかわらず、すべてのショーケース３を対象に行われる。

例えば、図６に示すように、ケース２およびケース４を優先度が高いショーケース３として設定し、ケース１について優先度およびケース３を優先度が低いショーケース３として設定した場合の例を示している。
この例では、ケース１およびケース２が個別管理値αを超えており、ケース４が個別管理値−α未満となっているが、本実施形態においては、ケース２およびケース４を優先して、運転パラメータを自動調整するものである。

なお、運転パラメータの自動調整は、異常である旨を報知した後でも、可能であれば個別偏差積算値ｅ’ｎが個別管理値±αの範囲内に収まるように、個別管理値αに応じて運転パラメータの調整を行う。

本実施形態においては、優先度Ｐは、例えば、１〜３のレベルで設定することが可能である。この場合に、優先度Ｐが１の場合に最も優先度が高く、優先度Ｐが３の場合には優先度が低いことを表している。
制御部３１は、優先度Ｐが最高の優先度である１であるショーケース３について、運転パラメータを自動調整し、異常状態から解消した場合には、新たな優先度Ｐで絞り込み（自動調整の対象を増やす）を行う。
例えば、「Ｐ＋１」を新たな「Ｐ」として設定する。これにより、優先度Ｐが１で設定されていた場合、新たな優先度Ｐは２に設定され、優先度が２のショーケース３について、再度自動調整を試みるように構成されている。

すなわち、制御部３１によりショーケース３が異常であると判断され、報知部３３により異常である旨を報知された場合、報知が解除されることはなく、作業者などにより点検または修理が行われることになる。
そのため、本実施形態の運転パラメータの自動調整は、点検または修理が行われるまでの間、優先度の高いショーケース３の冷却状態を可能な限り維持するための行われるものである。
この場合に、前述のように優先度Ｐの絞り込み（自動調整の対象を減らす）を行うのは、異常状態が解消しないとき、または、一定時間を経過してもなお、異常状態が解消しないときとなる。
また、優先度が設定されていないショーケース３については、運転パラメータの自動調整は行われない。

そして、本実施形態においては、制御部３１は、優先度の高いショーケース３のうち、冷え気味や冷えすぎ、冷えが悪いと判断されたときに、該当するショーケース３について、例えば、過熱度を調整するように構成されている。
具体的には、冷え気味や冷えすぎの場合は、該当するショーケース３の過熱度を大きくするように調整し、冷えが悪い場合は、過熱度を小さくするように調整する。

また、制御部３１は、各ショーケース３のうち、個別偏差積算値ｅ’’ｎが個別管理値−α’未満の場合または所定の回数連続して個別管理値−α’未満であったショーケース３に対し、過熱度を大きくするように調整し、個別偏差積算値ｅ’’ｎが個別管理値＋α’を超えた場合または所定の回数連続して個別管理値＋α’超えたショーケース３に対し、過熱度を小さくするように調整する。

また、冷え気味や冷えすぎと判断されたショーケース３や、個別偏差積算値ｅ’’ｎが個別管理値−α’未満の場合または所定の回数連続して個別管理値−α’未満であったショーケース３に対し、室内用電動弁１８の開度を閉じて、ショーケース３の蒸発器１５に流れる冷媒量を減少させるようにする。
逆に、冷えが悪いと判断されたショーケース３や、個別偏差積算値ｅ’’ｎが個別管理値＋α’を超えた場合または所定の回数連続して個別管理値＋α’を超えたショーケース３に対し、室内用電動弁１８の開度を開いて、ショーケース３の蒸発器１５に流れる冷媒量を増大させるようにする。

なお、ショーケース３の過熱度を調整する他の手段としては、例えば、室内用ファン１６の風量を調整することにより行うようにしてもよい。
この場合は、個別偏差積算値ｅ’ｎが個別管理値−α’未満の場合または所定の回数連続して個別管理値−α’未満であったショーケース３に対し、過熱度を大きくするように、室内用ファン１６の回転数を低減させて、ショーケース３の蒸発器１５における熱交換量を減少させるようにする。
逆に、個別偏差積算値ｅ’ｎが個別管理値＋α’を超えた場合または所定の回数連続して個別管理値＋α’超えたショーケース３に対し、過熱度を小さくするように、室内用ファン１６の回転数を増大させて、ショーケース３の蒸発器１５における熱交換量を増大させるようにする。

また、ショーケース３の自動調整を行う他の手段としては、例えば、ショーケース３の設定温度を調整することにより行うようにしてもよい。
この場合は、ショーケース３の個別偏差積算値ｅ’ｎが個別管理値αを超えた場合は、冷えが悪い傾向にあるので、ショーケース３の設定温度を低く設定する。
逆に、個別偏差積算値ｅ’ｎが個別管理値−α未満の場合は、冷えすぎの傾向があるので、ショーケース３の設定温度を高く設定する。

さらに、ショーケース３の自動調整を行う他の手段としては、例えば、冷凍機の低圧圧力を調整することにより行うようにしてもよい。
この場合は、ショーケース３の個別偏差積算値ｅ’ｎが個別管理値＋αを超えた場合は、冷えが悪い傾向にあるので、圧縮機１０の低圧圧力の設定を下げるように調整し、これにより、圧縮機１０の運転周波数が上がり、ショーケース３の冷却が行われる。
逆に、個別偏差積算値ｅ’ｎが個別管理値−α未満の場合は、冷えすぎの傾向があるので、圧縮機１０の低圧圧力の設定を上げるように調整し、これにより、圧縮機１０の運転周波数が下がり、ショーケース３の冷却を弱めることができる。

なお、本実施形態においては、冷凍機１や室内ユニット２において、何らかの異常が発生し、報知部３３により警報が発生した場合にも、ショーケース３の優先度に応じて、運転パラメータの自動調整を行うようにしてもよい。

次に、本実施形態の動作について説明する。
本実施形態においては、冷蔵・冷凍用サイクルにおいては、圧縮機１０を駆動させることにより、高圧冷媒を室外熱交換器に送り、この室外熱交換器により外気と熱交換して凝縮された冷媒は、ショーケース３の室内用膨張弁１７により減圧された後、蒸発器１５に送られる。この冷媒は、蒸発器１５によりショーケース３の庫内空気と熱交換してショーケース３の庫内を冷却した後、圧縮機１０に戻される。

次に、各ショーケース３の状態判断における動作について、図８に示すフローチャートを参照して説明する。
本実施形態においては、冷凍システムを運転している場合には、ショーケース制御部３９によりショーケース３ごとに庫内温度が制御されている。ショーケース制御部３９により、所定の設定温度に基づいて、ショーケース３ごとに庫内温度制御を開始すると、まず、庫内温度センサ２４により庫内温度を検出し、ショーケース制御部３９を介してショーケース情報取得部３５により各ショーケース３の庫内温度を取得する（ＳＴ１）。

そして、第１の周期の時間が経過した場合には（ＳＴ２：ＹＥＳ）、制御部３１は、ショーケース情報取得部３５が取得した庫内温度に基づいて、ショーケース３ごとに第１の周期における庫内温度の移動平均温度ＴＰＡを算出する（ＳＴ３）。
制御部３１は、庫内温度の移動平均温度ＴＰＡに基づいて、ショーケース３ごとの偏差温度ｅを算出する（ＳＴ４）。

そして、第２の周期の時間が経過した場合には（ＳＴ５：ＹＥＳ）、制御部３１は、ショーケース３ごとの偏差温度ｅを積算した個別偏差ｅ’ｘを算出する（ＳＴ６）。
さらに、制御部３１は、同一の冷媒配管１９内におけるすべてのショーケース３のシステム偏差Ｅおよびシステム偏差積算値ｅ’を算出する（ＳＴ７）。
そして、制御部３１は、偏差温度の履歴を履歴記憶部３６に記憶させる（ＳＴ８）。

制御部３１は、ショーケース３の個別偏差積算値ｅ’ｎが個別管理値±αの範囲にあるか否かを判断し（ＳＴ９）、個別偏差積算値ｅ’ｎが個別管理値＋αを超えた場合または個別管理値−α未満の場合に（ＳＴ９：ＹＥＳ）、ショーケース３が異常であると判断する。
そして、優先度Ｐのショーケース３が異常であると判断した場合には、制御部３１は、報知部３３により、異常である旨を報知させる（ＳＴ１０）。
制御部３１は、異常であると判断した場合には、ショーケース３の運転パラメータの自動調整を行う（ＳＴ１１）。

次に、優先度に応じたショーケースの運転パラメータの自動調整動作について、図９に示すフローチャートを参照して説明する。
運転パラメータの自動運転中の場合は（ＳＴ２０：ＹＥＳ）、優先度Ｐに１（最高優先度）を設定し（ＳＴ２１）、優先度Ｐが１であるショーケース３の個別偏差積算値ｅ’ｎが個別管理値±αの範囲にあるか否かを判断する（ＳＴ２２）。そして、個別偏差積算値ｅ’ｎが個別管理値±αの範囲外であると判断した場合（ＳＴ２２：ＹＥＳ）、
個別管理値の範囲外になる最も優先度の高いショーケースの優先度をＰに設定し（ＳＴ２３）、優先度がＰであるショーケース３の運転パラメータの自動調整を行う（ＳＴ２４）。

この場合おいて、個別管理値の範囲内に収まっていた優先度の高いショーケース３が、後述するＳＴ２５で優先度を下げた場合に、個別管理値の範囲外になってしまう場合が考えられる。そのため、ＳＴ２３においてショーケース３の優先度を設定することで、個別管理値の範囲外になる最も優先度の高いショーケースの優先度をＰに再度設定することで、常に、最も優先度の高いショーケース３の運転パラメータの自動調整を行うことが可能となる。

また、優先度Ｐが１であるショーケース３の個別偏差積算値ｅ’ｎが個別管理値±αの範囲内であると判断した場合（ＳＴ２２：ＮＯ）、優先度Ｐ＋１を新たなＰ（例えば、２）として設定する（ＳＴ２５）。
そして、優先度Ｐが最低優先度Ｐｒ（例えば、３）より大きい場合は（ＳＴ２６：ＹＥＳ）、最高優先度から優先度Ｐまで（例えば、優先度１、２）のショーケース３の個別偏差積算値ｅ’ｎが個別管理値±αの範囲にあるか否かを判断する（ＳＴ２２）。
これらの動作を最低優先度Ｐｒになるまで、繰り返して行う。優先度Ｐが最低優先度Ｐｒになったら（ＳＴ２６：ＮＯ）、運転パラメータの自動制御は終了する。

また、図１０は、冷凍機１やショーケース３において、何らかの異常が発生し、報知部３３により警報が発生した場合の動作を示すフローチャートである。
図１０に示すように、運転を行っている場合に、冷凍機１や室内ユニット２において、何らかの異常が発生し、報知部３３により警報が発生した場合（ＳＴ３０：ＹＥＳ）、ショーケースの運転パラメータの自動調整を行う（ＳＴ３１）。
なお、運転パラメータの自動調整動作は、図９に示す動作と同様に行われる。

以上説明したように、本実施形態によれば、制御部３１は、第１の周期より長く第２の周期以下の第３の周期の範囲で、第１の周期で取得したショーケース３ごとの個別偏差を積算して個別偏差積算値を求め、個別偏差積算値があらかじめ設定された個別管理値の範囲外となった場合に、当該ショーケース３の冷却異常と判断し、異常である旨を報知する報知部３３を備えるとともに、制御部３１は、異常である旨を報知したショーケース３と同じ冷媒回路にあるショーケース３の運転パラメータを自動調整する。

これによれば、圧縮機１０の制御で使用している偏差温度を利用し、偏差温度を求める周期よりも長い周期で偏差温度の積算値を求め、履歴を取ることにより、ショーケース３の冷却運転における異常を検知し、報知した後、ショーケース３の運転パラメータを調整することで、異常が改善されるまでの間の冷却状態を維持することができる。

本実施形態においては、第１の周期よりも長い第２の周期の範囲で、偏差をショーケース３毎に積算したショーケース３ごとの個別偏差積算値を求め、制御部３１による運転パラメータの自動調整は、第２の周期における個別偏差積算値の個別管理値に応じて行う。
これによれば、第２の周期における個別偏差積算値の個別管理値に応じて行うことで、各ショーケース３ごとの状態をある程度判断することが可能となり、必要な調整方法を判定することができる。

本実施形態においては、制御部３１による運転パラメータの自動調整は、あらかじめ設定されたショーケース３の優先度に応じて行う。
これによれば、ショーケース３の異常があった場合に、ショーケース３の優先度に応じて運転パラメータの自動調整を行うので、優先度の高いショーケース３の冷却状態を維持することができる。

本実施形態においては、システムを構成する機器に異常が発生して報知部３３により警報が発生している場合は、制御部３１は、個別偏差積算値があらかじめ設定された個別管理値の範囲外となったショーケース３と同じ冷媒回路にあるショーケース３の運転パラメータを自動調整する。
これによれば、個別偏差積算値があらかじめ設定された個別管理値の範囲外となったショーケース３と同じ冷媒回路にあるショーケース３の運転パラメータを自動調整するようにしているので、１つの冷媒回路におけるショーケース３の冷却状態を維持することができる。

本実施形態においては、制御部３１による運転パラメータの自動調整は、該当するショーケース３の過熱度を個別偏差積算値から調整量を求めて調整することにより行う。
これによれば、制御部３１による運転パラメータの自動調整は、該当するショーケース３の過熱度を個別偏差積算値から調整量を求めて調整するようにしているので、過熱度の調整によりショーケース３の冷却状態を調整することができる。

本実施形態においては、制御部３１による運転パラメータの自動調整は、該当するショーケース３の室内用膨張弁１７の弁開度を個別偏差積算値から調整量を求めて調整することにより行う。
これによれば、制御部３１による運転パラメータの自動調整は、該当するショーケース３の弁開度を個別偏差積算値から調整量を求めて調整することにより行うようにしているので、弁開度の調整によりショーケース３の冷却状態を調整することができる。

本実施形態においては、制御部３１による運転パラメータの自動調整は、該当するショーケース３における蒸発器の室内用ファン１６の回転数を個別偏差積算値から調整量を求めて調整することにより行う。
これによれば、制御部３１による運転パラメータの自動調整は、該当するショーケース３における蒸発器の室内用ファン１６の回転数を個別偏差積算値から調整量を求めて調整することにより行うようにしているので、室内用ファン１６の回転量の調整によりショーケース３の冷却状態を調整することができる。

本実施形態においては、制御部３１による運転パラメータの自動調整は、該当するショーケース３の設定温度を増減して調整することにより行う。
これによれば、制御部３１による運転パラメータの自動調整は、該当するショーケース３の設定温度を増減して調整することにより行うようにしているので、ショーケース３の設定温度の調整によりショーケース３の冷却状態を調整することができる。

本実施形態においては、制御部３１による運転パラメータの自動調整は、該当する冷凍機１における圧縮機１０の低圧圧力設定値を増減して調整することにより行う。
これにより、制御部３１による運転パラメータの自動調整は、該当する冷凍機１における圧縮機１０の低圧圧力設定値を増減して調整することにより行うようにしているので、低圧圧力の調整により、ショーケース３の冷却状態を調整することができる。

なお、本実施形態の冷凍システムでは、統合コントローラ３０の制御部３１がショーケース情報取得部３５が所定の周期で庫内温度センサ２４により取得したショーケース３の設定温度ＴＰと設定温度ＴＳから第１の周期ごとに移動平均温度ＴＰ、ならびに、移動平均温度ＴＰと設定温度ＴＳの差である偏差温度ｅを算出していたが、移動平均温度ＴＰならびに偏差温度ｅの算出を各ショーケース３のショーケース制御部３９で行うようにしてもよい。
また、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変更が可能である。

１ 冷凍機
２ 室内ユニット
３ ショーケース
１０ 圧縮機
１１ 凝縮器
１２ 室外用ファン
１５ 蒸発器
１６ 室内用ファン
１７ 室内用膨張弁
１８ 室内用電動弁
１９ 冷媒配管
２０ 低圧センサ
２１ 高圧センサ
２２ 吐出温度センサ
２３ 外気温センサ
２４ 庫内温度センサ
２５ 入口温度センサ
２６ 出口温度センサ
３０ 統合コントローラ
３１ 制御部
３２ 記憶部
３３ 報知部
３４ 冷凍機情報取得部
３５ ショーケース情報取得部
３７ 設定条件出力部
３８ 冷凍機制御部
３９ ショーケース制御部

Claims (7)

1. 圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器により冷媒回路を構成するとともに、前記蒸発器により冷却される複数の被冷却空間を備え、
   前記圧縮機の低圧側圧力および設定圧力に基づいて前記圧縮機の容量を制御するとともに、第１の周期で前記被冷却空間の温度と設定温度との偏差に基づいて前記設定圧力を変更する制御部を備えた冷凍システムにおいて、
   前記制御部は、前記第１の周期より長く第２の周期以下の第３の周期の範囲で、前記第１の周期で取得した前記被冷却空間ごとの個別偏差を積算して前記第３の周期ごとの個別偏差積算値を求め、
   前記制御部は、前記被冷却空間ごとに運転パラメータの自動調整を行う際の優先度を設定し、前記個別偏差積算値があらかじめ設定された個別管理値の範囲外となった場合に、当該被冷却空間の冷却異常と判断し、
   異常である旨を報知する報知部を備えるとともに、
   前記制御部は、異常である旨を報知した前記被冷却空間と同じ冷媒回路にある前記被冷却空間の運転パラメータを自動調整し、
   前記制御部は、前記個別管理値の範囲内にある前記被冷却空間の優先度を新たに低く設定し、当該優先度が最低優先度となった場合に、運転パラメータの自動制御を終了することを特徴とする冷凍システム。
2. システムを構成する機器に異常が発生して前記報知部により警報が発生している場合は、
   前記制御部は、前記個別偏差積算値があらかじめ設定された前記個別管理値の範囲外となった前記被冷却空間と同じ冷媒回路にある前記被冷却空間の運転パラメータを自動調整することを特徴とする請求項１に記載の冷凍システム。
3. 前記制御部による運転パラメータの自動調整は、該当する前記被冷却空間の過熱度を個別偏差積算値から調整量を求めて調整することにより行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍システム。
4. 前記制御部による運転パラメータの自動調整は、該当する前記被冷却空間の弁開度を個別偏差積算値から調整量を求めて調整することにより行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍システム。
5. 前記制御部による運転パラメータの自動調整は、該当する前記被冷却空間における前記蒸発器の室内用ファンの回転数を個別偏差積算値から調整量を求めて調整することにより行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍システム。
6. 前記制御部による運転パラメータの自動調整は、該当する前記被冷却空間の設定温度を増減して調整することにより行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍システム。
7. 前記制御部による運転パラメータの自動調整は、該当する冷凍機における前記圧縮機の低圧圧力設定値を増減して調整することにより行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍システム。

Images