WO2010035470A1 - 空調冷凍システム - Google Patents

Abstract

　空気調和システムと冷凍システムの運転制御によるデマンド制御を可能にした空調冷凍システムを提供すること。 　室外機３２に複数の室内機３４が接続され建物の空気調和を行う空気調和システム１０と、ラックシステム冷凍機３に複数の低温ショーケース７が接続され各低温ショーケース７を冷却する冷凍システム１２と、建物の商用使用電力に基づいて、前記空気調和システム１０の消費電力を可変する空調用デマンドデータ、及び、前記冷凍システム１２の消費電力を可変する冷凍用デマンドデータを生成し出力するメインコントローラ４と、前記冷凍システム１２と別体に設けられ、前記メインコントローラ４からの冷凍用デマンドデータを受信し、前記冷凍用デマンドデータに基づいて前記ラックシステム冷凍機３の運転を制御する外部コントローラ１４と、を備える空調冷凍システム１を構成した。

Description

空調冷凍システム

　本発明は、店舗などの施設の商用使用電力に基づいてデマンド制御を行う技術に関する。

　従来、冷凍・冷蔵ショーケースなどの複数の低温ショーケースを冷媒管を介して冷凍機に並列に接続して構成した冷凍システムが知られている。係る低温ショーケースはスーパーマーケットなどの店内に複数台設置され、食品を冷凍若しくは冷蔵しながら陳列販売することに供されている。また、スーパーマーケットなどの店舗には、当該店舗内の空気調和を行う空気調和システムが設けられている。このような店舗では、商用使用電力を所定時間ごとに積算し、積算値が所定値以上とならないように商用使用電力を削減する、いわゆるデマンド制御が行われており、一般に、商用使用電力の削減は、空気調和システムの運転を停止することで実現されている（例えば、特許文献１参照）。
　一方、冷凍システムにおいては、例えば冷凍機の低圧側の冷媒圧力を検出する低圧側圧力センサを設け、当該低圧側圧力を所定の設定値に維持するように、冷凍機に内蔵したマイコンが圧縮機を制御することで省エネ性が高められている（例えば、特許文献２参照）

特開２０００－１８６８４４号公報 特開昭６２－１１６８６２号公報

　ところで、デマンド制御の際には、空気調和システムに加えて冷凍システムの運転を制御することで、商用使用電力の更なる削減効果が期待される。
　しかしながら、冷凍機に内蔵のマイコンは、当該冷凍機の構成に最適化されたプログラムに基づいて運転制御を行っているため、当該制御装置に、外部から消費電力を制御するための指示を与えることは困難であった。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、空気調和システムと冷凍システムの運転制御によるデマンド制御を可能にする空調冷凍システムを提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明は、室外機に複数の室内機が接続され建物の空気調和を行う空気調和システムと、冷凍機に複数の低温ショーケースが接続され各低温ショーケースを冷却する冷凍システムと、前記空気調和システムの消費電力を可変する空調用デマンドデータ、及び、前記冷凍システムの消費電力を可変する冷凍用デマンドデータを、商用使用電力に基づいて生成し出力するメイン制御装置と、前記冷凍システムと別体に設けられ、前記メイン制御装置からの冷凍用デマンドデータを受信し、前記冷凍用デマンドデータに基づいて前記冷凍機の運転を制御する外部制御装置と、を備えることを特徴とする空調冷凍システムを提供する。

　また本発明は、上記空調冷凍システムにおいて、前記外部制御装置は、前記冷凍機の冷却能力を決定付ける主要要素の制御に要する制御設定を取得可能に構成され、前記冷凍機の運転状態に基づいて、前記冷凍機の主要要素を制御することを特徴とする。

　また本発明は、上記空調冷凍システムにおいて、前記外部制御装置は、前記冷凍機に組み込まれたコンプレッサの容量制御に要するコンプレッサ制御設定を前記制御設定として取得可能に構成され、前記冷凍機の低圧側圧力に基づいて、前記コンプレッサの容量を制御することを特徴とする。

　また本発明は、上記空調冷凍システムにおいて、前記外部制御装置は、前記冷凍機に組み込まれたコンデンサの凝縮能力制御に要するコンデンサ制御設定を前記制御設定として取得可能に構成され、前記冷凍機の高圧側圧力に基づいて、前記コンデンサの凝縮能力を制御することを特徴とする。

　また本発明は、上記空調冷凍システムにおいて、前記メイン制御装置は、前記使用電力に基づいて、前記冷凍システムよりも先に前記空気調和システムを優先的に制御することを特徴とする。

　また本発明は、上記空調冷凍システムにおいて、前記メイン制御装置は、前記冷凍システムの消費電力を可変すべく制御する場合、前記コンプレッサの容量よりも前記コンデンサの凝縮能力を優先的に制御することを特徴とする。

　また本発明は、上記空調冷凍システムにおいて、前記冷凍機は、冷却能力を決定付ける主要要素を数種の中から選択して構成自在な冷凍機であることを特徴とする。

　本発明によれば、冷凍システムと別体に設けられ、メイン制御装置からの冷凍用デマンドデータを受信し、冷凍用デマンドデータに基づいて冷凍機の運転を制御する外部制御装置を備える構成としたため、当該外部制御装置を介して外部のメイン制御装置から消費電力を可変するための制御を行うことができる。これにより、より消費電力削減効果の高いデマンド制御が可能となる。

図１は本発明の実施形態に係る空調冷凍システムの構成を模式的に示す図である。 図２はメインコントローラの機能的構成を示すブロック図である。 図３はデマンド制御設定の一例を示す図である。 図４は容量制御設定の一例を示す図である。 図５は凝縮能力制御設定の一例を示す図である。 図６はコンプレッサコントローラの機能的構成を示すブロック図である。 図７はコンデンサコントローラの機能的構成を示すブロック図である。 図８はメインコントローラによるデマンド制御のフローチャートである。 図９はコンプレッサコントローラによる容量制御のフローチャートである。 図１０はコンデンサコントローラによる凝縮能力制御のフローチャートである。

　以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
　図１は本実施形態に係る空調冷凍システム１の構成を模式的に示す図である。
　この図に示すように、空調冷凍システム１は、空気調和システム１０と、冷凍システム１２と、メインコントローラ（メイン制御装置）４と、外部コントローラ（外部制御装置）１４とを備え、メインコントローラ４には、空気調和システム１０と、外部コントローラ１４とが通信線２４を介して接続されている。さらに空調冷凍システム１には、これら空気調和システム１０及び冷凍システム１２が敷設された建物の商用使用電力を計測する電力計２９が設けられ、その計測値がメインコントローラ４に入力されている。

　空気調和システム１０は、室外機３２に複数の室内機３４を冷媒管３６を介して接続して構成され、各室内機３４により建物の空気調和を行うものである。なお、この空気調和システム１０には室外機３２及び室内機３４からなる冷媒回路が違い独立した空調系統が２系統あるものとして説明するが、この系統数は任意であり、また、各空調系統における室外機３２や室内機３４の台数についても任意である。

　冷凍システム１２は、ラックシステム冷凍機３に液管たる冷媒管５ａ及びガス管たる冷媒管５ｂを介して、複数の低温ショーケース７を並列に接続して構成した冷凍回路２を備えて構成されている。
　ラックシステム冷凍機３は、複数台のコンプレッサ（圧縮機）９と、コンデンサ（凝縮器）１１と、複数台のコンデンサファン（凝縮器用ファン）１３と、低圧側の冷媒圧力（以下、「低圧側圧力」と言う）を検出する低圧側圧力センサ２６と、高圧側の冷媒圧力（以下、「高圧側圧力」と言う）を検出する高圧側圧力センサ２８とを備えている。
　コンプレッサ９の各々は容量固定型の圧縮機であり、それらの駆動台数によってトータルの容量、すなわち冷却能力が可変される。また、上記コンデンサ１１はコンデンサファン１３の駆動台数によって可変制御可能な凝縮器である。以下の説明では、コンプレッサ９の台数を２台とし、コンデンサファン１３の台数を６台として説明するが、それぞれの台数はこれに限定されるものではない。

　低温ショーケース７の各々は膨張弁（減圧装置）１５と、冷却器１７とを備え、膨張弁１５の入り口には液電磁弁１９が接続されている。
　液電磁弁１９は、膨張弁１５への冷媒の供給を制御するための弁であり、液電磁弁１９の開閉によって冷却器１７の冷却による低温ショーケース７の庫内温度が制御される。
　すなわち、低温ショーケース７は、庫内の温度を検出する庫内温度センサ２１及びマイコン２３を備え、マイコン２３は、庫内設定温度の上下に設定された上限温度と下限温度を記憶し、上限温度にて液電磁弁１９を開き、下限温度にて閉じるＯＮ－ＯＦＦ制御を実行する。係るＯＮ－ＯＦＦ制御により、低温ショーケース７の庫内温度が平均して庫内設定温度に近付けられる。なお、ラックシステム冷凍機３には、低温ショーケース７の他にも例えば冷蔵／冷凍プレハブ庫等の他の負荷設備を接続しても良い。

　上記ラックシステム冷凍機３は、冷却能力を決定付ける主要要素たるコンプレッサ９、コンデンサ１１及びコンデンサファン１３のそれぞれを、冷凍システム１２に必要となる最大冷却能力に基づいて、数種の機種の中から自由自在に選択して組み合わせて組み込み自在としたものである。
　詳述すると、冷凍システム１２の設置箇所で必要とされる最大冷却能力は、低温ショーケース７の台数や、庫内設定温度、店内温度や外気温度などの環境条件によって決定され、冷凍システム１２の設置時には、このようにして決定された最大冷却能力に対して余裕のある冷凍機を選定することになる。このとき、冷凍機の最大冷却能力は製造時に決まっているため、設置時の環境条件に見合った適切な最大冷却能力の冷凍機がメーカなどで用意されていなければ、それよりも更に最大冷却能力に余裕のある冷凍機を設置せざるを得えず、冷却能力に無駄が生じる。

　これに対して、本実施形態のラックシステム冷凍機３においては、冷却能力を決定付ける主要要素であるコンプレッサの容量やコンデンサの凝縮能力を、設置する環境条件において必要となる最大冷却能力（熱負荷）に合わせて、同一メーカ或いは他メーカの製品の中からユーザ等が自由に選択し、これらを自らが組み合わせて冷凍機を構成自在としているため、最適な最大冷却能力を有する冷凍機が構成可能となる。
　そして、係るラックシステム冷凍機３においては、必要となる最大冷却能力に合わせて主要要素が組み合わされるから、従来のパッケージ化された冷凍機に比べ、無駄となる冷却能力がなく省エネ効果が高い冷却システムが実現可能になる。
　これに加え、ラックシステム冷凍機３においては、構成部品が１つの筐体にパッケージ化される必要がないため、例えばコンプレッサ９を屋内に配置しつつ、コンデンサ１１及びコンデンサファン１３を屋外に配置して熱籠もりを防止可能なレイアウトとすることができる。また、筐体による設置スペースの制約が無いため、コンデンサ１１及びコンデンサファン１３の機種やコンデンサファン１３の台数を決定する際の自由度が高められる。

　このようなラックシステム冷凍機３においては、コンプレッサ９、コンデンサ１１及びコンデンサファン１３の機種や台数が不定であるため、従来の冷凍機のようにマイコンを内蔵する構成として、これらコンプレッサ９の容量やコンデンサ１１の凝縮能力をマイコンが制御することは難しい。そこで、本実施形態の空調冷凍システム１においては、ラックシステム冷凍機３の主要要素を制御して冷却能力を可変する外部コントローラ１４をラックシステム冷凍機３と別体に設けている。

　外部コントローラ１４は、ラックシステム冷凍機３が備える複数台のコンプレッサ９の容量を制御するコンプレッサコントローラ６と、コンデンサ１１の凝縮能力を制御するコンデンサコントローラ８とを備えている。
　そして、コンプレッサコントローラ６がメインコントローラ４からの後述する冷凍用デマンドデータに基づいて、複数台のコンプレッサ９の各々をオン／オフして消費電力を可変し、また、コンデンサコントローラ８が当該冷凍用デマンドデータに基づいて、複数台のコンデンサファン１３の各々をオン／オフして消費電力を可変する。

　メインコントローラ４は、建物で使用されている商用使用電力をデマンド時限（例えば３０分）ごとに積算し、その積算値が所定値以上とならないように商用使用電力を削減する、いわゆるデマンド制御が行う。以下、係るメインコントローラ４の機能的構成について図２を参照して説明する。

　図２はメインコントローラ４の機能的構成を示すブロック図である。
　この図において、制御部４０は、メインコントローラ４の各部を中枢的に制御する。制御設定入力部４１には、デマンド制御設定と、冷凍機制御設定とが入力される。デマンド制御設定は、空調冷凍システム１のデマンド制御に要する設定情報であり、図３にその一例を示す。

　図３は、デマンド制御設定の一例を示す図である。
　デマンド制御においては、デマンド時限の間に、複数の判定時期が設けられ、各判定時期においては、デマンド時限の終了時に積算値が所定値を超えないようにするために、そのときの商用使用電力の積算値に基づいて消費電力を削減するか否かが決定される。そして、デマンド制御設定には、係るデマンド制御に要する設定として、判定時期Ｔａ～Ｔｄごとに消費電力を削減するか否かを決定する閾値としての商用使用電力積算値Ｗａ～Ｗｄと、消費電力削減のために停止する機器とが対応付けて規定されている。
　このデマンド制御設定では、消費電力を削減する際に、冷凍システム１２よりも空気調和システム１０を優先的に停止する。そして空気調和システム１０の全ての空調系統を停止しても、未だ消費電力の削減が必要な場合に、コンデンサファン１３を１台だけ停止して凝縮能力をゼロとしない範囲で低下させ、それでも消費電力の削減が必要な場合には、コンプレッサ９を１台だけ停止して容量をゼロとしない範囲で落とし、ラックシステム冷凍機３の冷却能力を極力維持しつつ消費電力を削減する。

　上記冷凍機制御設定は、ラックシステム冷凍機３の冷却能力を可変するために当該冷却能力を決定付ける主要要素の制御に要する設定を示すものである。
　詳述すると、本実施形態では、ラックシステム冷凍機３の低圧側の冷媒圧力（以下、「低圧側圧力」と言う）に基づいてコンプレッサ９の容量を制御し、また、高圧側の冷媒圧力（以下、「高圧側圧力」と言う）に基づいてコンデンサ１１の凝縮能力を制御する。そして係る制御により、ラックシステム冷凍機３の運転時には、所定の冷却能力を維持するのに必要十分なコンプレッサ容量及び凝縮能力でラックシステム冷凍機３を運転可能とし、当該ラックシステム冷凍機３の省エネ化を図るようにしている。

　しかしながら、上述の通り、ラックシステム冷凍機３においては、コンプレッサ９やコンデンサ１１、コンデンサファン１３の種類や台数が設置時に決定されることから、コンプレッサ９やコンデンサファン１３を制御するためのプログラムを外部コントローラ１４に予め組み込むことはできない。そこで本実施例では、コンプレッサ９の容量制御に要するコンプレッサ制御設定、及び、コンデンサ１１の凝縮能力制御に要するコンデンサ制御設定をメインコントローラ４に入力し、当該メインコントローラ４から外部コントローラ１４に出力する構成としている。

　図４は、コンプレッサ制御設定の一例を示す図である。
　この図に示すように、コンプレッサ制御設定には、コンプレッサ９の各々のオン／オフと、総出力との対応関係が規定されており、総出力が低い方から順に、コンプレッサ９の各々のオン／オフの組み合わせにステップＮｏ１、ステップＮｏ２・・・と番号が付されている。すなわち、容量制御において冷却能力を下げるべく総出力を下げる場合には、そのときの各コンプレッサ９のオン／オフの組に対応するステップＮｏ．よりも小さなステップＮｏ．を選択し、その選択したステップＮｏ．で規定された通りに各コンプレッサ９をオン／オフさせれば総出力を下げることができ、これとは逆に、冷却能力を上げるべく総出力を上げる場合には、より大きなステップＮｏ．を選択して、その選択したステップＮｏ．で規定された通りに各コンプレッサ９をオン／オフさせれば総出力を上げることができる。

　ここで、本実施形態のラックシステム冷凍機３には、互いに容量の異なる容量固定型のコンプレッサ９が２台設けられているため、同図に示す通り、それぞれのオン／オフ状態の組み合わせが４通り得られる。このとき、コンプレッサ９の各々の容量が同じであると、４通りの組み合わせに総出力が同じになる組み合わせが生じることとなり、総出力が異なる組み合わせの数が減ってしまうが、互いに容量の異なるコンプレッサ９を用いることで、総出力が異なる組み合わせの数を最大とし、コンプレッサ９の総出力を細かく制御することができる。

　図５は、コンデンサ制御設定の一例を示す図である。
　この図に示すように、コンデンサ制御設定においては、コンデンサファン１３のそれぞれに対し、カットイン／カットオフする高圧側圧力が規定されており、高圧側圧力が高くなるにつれて順次、コンデンサファン１３がカットインするように規定されている。これらカットイン／カットオフの高圧側圧力にはチャタリング防止のためにヒステリシスが設けられる。そして凝縮能力制御においては、ラックシステム冷凍機３の高圧側圧力が監視され、当該高圧側圧力の変化によってカットインの圧力に至ったコンデンサファン１３がオンされ、また、カットアウトの圧力に至ったコンデンサファン１３がオフされる。これにより、ラックシステム冷凍機３に要求されている凝縮能力に見合ったコンデンサファン１３だけが駆動されるから、全てのコンデンサファン１３を駆動している場合に比べて消費電力を削減することができる。

　図２における電力計測値入力部４２には、建物の商用使用電力の計測値が電力計２９から入力される。制御部４０は、係る計測値に基づいてデマンド時限での商用使用電力の積算値を算出し、この積算値と上記デマンド制御設定とに基づいて、停止（オフ）すべき空調系統を指定する空調用デマンドデータと、停止（オフ）すべきラックシステム冷凍機３の主要要素を指定する冷凍用デマンドデータとを生成する。
　空調機通信部４３は、上記空調用デマンドデータを空気調和システム１０に送信し、これにより、空気調和システム１０においては、指定された空調系統が停止されて空気調和システム１０の消費電力が削減される。
　コンプレッサコントローラ通信部４４は、冷凍用デマンドデータのうち、停止する機器としてコンプレッサ９を指定したデータを送信し、また、コンデンサコントローラ通信部４５は、冷凍用デマンドデータのうち、停止する機器としてコンデンサファン１３を指定したデータを送信する。これにより、ラックシステム冷凍機３においては、指定された主要要素が停止されて消費電力が削減される。

　また、コンプレッサコントローラ通信部４４からはコンプレッサコントローラ６に上記コンプレッサ制御設定が送信され、また、コンデンサコントローラ通信部４５からはコンデンサコントローラ８に上記コンデンサ制御設定が送信される。そして、コンプレッサコントローラ６においては、コンプレッサ制御設定に基づく容量制御が行われ、また、コンデンサコントローラ８においては、コンデンサ制御設定に基づく凝縮能力制御が行われる。

　図６は、コンプレッサコントローラ６の機能的構成を示すブロック図である。
　この図において、制御部６０は、コンプレッサコントローラ６の各部を中枢的に制御するとともに、ラックシステム冷凍機３に組み込まれているコンプレッサ９の各々のオン／オフを制御するコンプレッサ制御信号を生成するものであり、例えばマイコンを備えて構成されている。コントローラ通信部６１は、メインコントローラ４との間で通信線２４を介して通信し、上記コンプレッサ制御設定や冷凍用デマンドデータを受信する。制御設定記憶部６２は、コンプレッサ制御設定を記憶する。低圧側圧力センサ入力部６３は、ラックシステム冷凍機３に設けた低圧側圧力センサ２６から低圧側圧力の検出値が入力される。制御部６０は、低圧側圧力の検出値と低圧側圧力設定値を比較し、上記コンプレッサ制御設定にしたがってラックシステム冷凍機３の容量を変更する。

　具体的には、低圧側圧力が低圧側圧力設定値よりも低い場合、無駄な冷却能力が生じ省エネ性が悪くなっていることを示し、これとは逆に、低圧側圧力が低圧側圧力設定値よりも高い場合、冷却能力が足りずに低温ショーケース７の冷却性が損なわれていることを示す。したがった、制御部６０は、低圧側圧力が低圧側圧力設定値よりも高い場合には、その都度、上記容量制御ルールのステップＮｏ．を「１」ずつ上げて総出力を高めて冷却能力を高め、これとは逆に、低圧側圧力が低圧側圧力設定値よりも低い場合には、ステップＮｏ．を「１」ずつ下げて総出力を次第に下げて冷却能力を低める。
　そして、制御部６０は、そのステップＮｏ．で指定された組のコンプレッサ９だけを稼働させるべく制御信号を生成する。
　また、制御部６０は、冷凍用デマンドデータによってコンプレッサ９の停止が指示された場合には、稼働中のコンプレッサ９を１台停止するための制御信号を生成する。
　コンプレッサ制御信号出力部６４は、係るコンプレッサ制御信号をラックシステム冷凍機３のコンプレッサ９に出力する。

　図７は、コンデンサコントローラ８の機能的構成を示すブロック図である。
　この図において、制御部８０は、コンデンサコントローラ８の各部を中枢的に制御するとともに、ラックシステム冷凍機３に組み込まれているコンデンサファン１３の各々のオン／オフを制御するコンデンサファン制御信号を生成するものであり、例えばマイコンを備えて構成されている。
　コントローラ通信部８１は、メインコントローラ４との間で通信線２４を介して通信し、上記コンデンサ制御設定や冷凍用デマンドデータを受信する。制御設定記憶部８２は、上記制御設定を記憶する。高圧側圧力センサ入力部８３は、ラックシステム冷凍機３に設けた高圧側圧力センサ２８から高圧側圧力の検出値が入力される。
　制御部８０は、高圧側圧力の検出値と、上記コンデンサ制御設定とにしたがって、コンデンサファン１３をオン／オフする上記コンデンサファン制御信号を生成する。
　また、制御部８０は、冷凍用デマンドデータによってコンデンサファン１３の停止が指示された場合には、稼働中のコンデンサファン１３を１台停止するための制御信号を生成する。
　コンデンサファン制御信号出力部８４は、係るコンデンサファン制御信号をラックシステム冷凍機３の各コンデンサファン１３に出力する。

　次いで、係る構成の空調冷凍システム１の動作について説明する。
　空調冷凍システム１においては、上述の通り、メインコントローラ４によってデマンド制御が行われるとともに、冷凍システム１２においては、コンプレッサコントローラ６によってコンプレッサ９の容量制御が行われ、コンデンサコントローラ８によってコンデンサ１１の凝縮能力制御が行われている。

　図８は、メインコントローラ４によるデマンド制御のフローチャートである。
　空調冷凍システム１の設置当初においては、サービスマン等によって、ラックシステム冷凍機３の構成を踏まえたデマンド制御設定がメインコントローラ４に入力される（ステップＳ１）。次いで、メインコントローラ４は、デマンド時限を「０分」にリセットした後、経過時間の計時を開始する（ステップＳ２）。その後、デマンド制御の上記判定時期が到来すると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、メインコントローラ４は、その判定時期までの商用電力使用量の積算値を算出し（ステップＳ４）、上記デマンド制御設定とに基づいて、この積算値がしきい値を超えているか否かを判定する（ステップＳ５）。しきい値を超えている場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、メインコントローラ４は、消費電力を削減すべく、デマンド制御設定に基づいて、空調用デマンドデータ又は／及び冷凍用デマンドデータを生成して出力する（ステップＳ６）。これにより、空調系統、コンプレッサ９或いはコンデンサファン１３が停止されて消費電力の削減が行われる。

　次いで、メインコントローラ４は、デマンド時限が終了したか否か（例えば３０分が経過しか否か）を判定し（ステップＳ７）、終了していなければ（ステップＳ７：ＮＯ）、次の判定時期での判定を行うべくステップＳ３に処理手順を戻す。またデマンド時限が終了した場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、このデマンド時限内で消費電力削減のために停止した各機器を始動しても問題が無いため、これらの機器を始動するデータを生成して出力し（ステップＳ８）、次のデマンド時限に対するデマンド制御を行うべく処理手順をステップＳ２に戻す。

　図９は、コンプレッサコントローラ６による容量制御のフローチャートである。
　この図に示すように、コンプレッサコントローラ６は、ラックシステム冷凍機３の低圧側圧力センサ２６から一定時間ごとに低圧側圧力を取得し（ステップＳ１０）、低圧側圧力設定値と比較する（ステップＳ１１）。低圧側圧力が低圧側圧力設定値を超えラックシステム冷凍機３の冷却能力が不足している場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、冷却能力を上げて低温ショーケース７の冷却性を維持すべくコンデンサ制御設定のステップＮｏ．を「１」つ上げ（ステップＳ１２）、このコンデンサ制御設定に基づくコンプレッサ制御信号を生成してコンプレッサ９に出力する（ステップＳ１３）。

　また、低圧側圧力が低圧側圧力設定値を下回りラックシステム冷凍機３の冷却能力に余りが生じている場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、冷却能力を下げてラックシステム冷凍機３の消費電力削減を図るべくコンデンサ制御設定のステップＮｏ．を「１」つ下げ（ステップＳ１４）、このコンデンサ制御設定に基づくコンプレッサ制御信号を生成してコンプレッサ９に出力する（ステップＳ１３）。

　なお、低圧側圧力が低圧側圧力設定値を超えたか否かの判定の際には、判定基準となる低圧側圧力設定値にヒステリシスが設けられる。すなわち、低圧側圧力が低圧側圧力設定値よりも所定値だけ高い圧力を超えた場合に「超えた」と判定し、低圧側圧力が低圧側圧力設定値よりも所定値だけ低い圧力を下回った場合に「下回った」と判定されている。かかる所定値は、上記低圧側圧力設定値と共にメインコントローラ４からコンプレッサコントローラ６に送信したり、或いは、当該コンプレッサコントローラ６のプログラムに予め組み込んでおくこともできる。

　次いでコンプレッサコントローラ６は、冷凍用デマンドデータを受信したか否かを判定し（ステップＳ１５）、受信していない場合には（ステップＳ１５：ＮＯ）、そのまま処理手順をステップＳ１に戻し、受信している場合には（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、駆動中のコンプレッサ９のうちの１台を停止するコンプレッサ制御信号を出力する（ステップＳ１６）。これにより、デマンド制御によって、コンプレッサ９が停止され消費電力が削減される。

　図１０は、コンデンサコントローラ８による凝縮能力制御のフローチャートである。
　この図に示すように、コンデンサコントローラ８は、ラックシステム冷凍機３の高圧側圧力センサ２８から一定時間ごとに高圧側圧力を取得する（ステップＳ２０）。そして、コンデンサコントローラ８は、この高圧側圧力とコンデンサ制御設定とに基づいて、凝縮能力を可変するためにオン／オフするコンデンサファン１３があるか否かを判定し（ステップＳ２１）、ある場合には、そのコンデンサファン１３をオン／オフするためのコンデンサファン制御信号を生成してコンデンサファン１３に出力する（ステップＳ２２）。

　次いでコンデンサコントローラ８は、冷凍用デマンドデータを受信したか否かを判定し（ステップＳ２３）、受信していない場合には（ステップＳ２３：ＮＯ）、そのまま処理手順をステップＳ１に戻し、受信している場合には（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、駆動中のコンデンサファン１３のうちの１台を停止するコンデンサファン制御信号を生成して出力する（ステップＳ２４）。これにより、デマンド制御によって、コンデンサファン１３が停止され消費電力が削減される。

　以上説明したように、本実施形態によれば、冷凍システム１２と別体に設けられ、メインコントローラ４からの冷凍用デマンドデータを受信し、冷凍用デマンドデータに基づいてラックシステム冷凍機３の運転を制御する外部コントローラ１４を備える構成としたため、当該外部コントローラ１４を介して、外部のメインコントローラ４から消費電力を可変するための制御を行うことができる。これにより、空気調和システム１０だけをデマンド制御していた従来よりも消費電力削減効果の高いデマンド制御が可能となる。

　また本実施形態によれば、外部コントローラ１４がコンプレッサ９の容量制御やコンデンサ１１の凝縮能力制御に要する制御設定を取得し、ラックシステム冷凍機３の運転状態（低圧側圧力や高圧側圧力）に基づいて、冷却能力を可変する制御を行う構成としたため、ラックシステム冷凍機３の省エネ性をより高めることができる。

　特に、ラックシステム冷凍機３が、冷却能力を決定付けるコンプレッサ９やコンデンサ１１を数種の中から任意に選択して組み込み自在とされているため、必要となる冷却能力に対して無駄な冷却能力が生じない最適な冷凍機を構成することが可能となる。
　これに加え、係るラックシステム冷凍機３においては、予め内蔵したマイコンによる冷却能力の制御が困難であるものの、本実施形態によれば、上記外部コントローラ１４を備えるため、これらの冷却能力制御を実現することができる。

　なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能であることは勿論である。

　１　空調冷凍システム
　２　冷凍回路
　３　ラックシステム冷凍機（冷凍機）
　４　メインコントローラ（メイン制御装置）
　６　コンプレッサコントローラ
　７　低温ショーケース
　８　コンデンサコントローラ
　９　コンプレッサ
　１０　空気調和システム
　１１　コンデンサ
　１２　冷凍システム
　１３　コンデンサファン
　１４　外部コントローラ（外部制御装置）
　２６　低圧側圧力センサ
　２８　高圧側圧力センサ
　２９　電力計
　３２　室外機
　３４　室内機

Claims (7)

1. 　室外機に複数の室内機が接続され建物の空気調和を行う空気調和システムと、
   　冷凍機に複数の低温ショーケースが接続され各低温ショーケースを冷却する冷凍システムと、
   　前記空気調和システムの消費電力を可変する空調用デマンドデータ、及び、前記冷凍システムの消費電力を可変する冷凍用デマンドデータを、商用使用電力に基づいて生成し出力するメイン制御装置と、
   　前記冷凍システムと別体に設けられ、前記メイン制御装置からの冷凍用デマンドデータを受信し、前記冷凍用デマンドデータに基づいて前記冷凍機の運転を制御する外部制御装置と、
   　を備えることを特徴とする空調冷凍システム。
2. 　前記外部制御装置は、
   　前記冷凍機の冷却能力を決定付ける主要要素の制御に要する制御設定を取得可能に構成され、前記冷凍機の運転状態に基づいて、前記冷凍機の主要要素を制御する
   　ことを特徴とする請求項１に記載の空調冷凍システム。
3. 　前記外部制御装置は、
   　前記冷凍機に組み込まれたコンプレッサの容量制御に要するコンプレッサ制御設定を前記制御設定として取得可能に構成され、前記冷凍機の低圧側圧力に基づいて、前記コンプレッサの容量を制御することを特徴とする請求項２に記載の空調冷凍システム。
4. 　前記外部制御装置は、
   　前記冷凍機に組み込まれたコンデンサの凝縮能力制御に要するコンデンサ制御設定を前記制御設定として取得可能に構成され、前記冷凍機の高圧側圧力に基づいて、前記コンデンサの凝縮能力を制御することを特徴とする請求項２又は３に記載の空調冷凍システム。
5. 　前記メイン制御装置は、
   　前記使用電力に基づいて、前記冷凍システムよりも先に前記空気調和システムを優先的に制御することを特徴とする請求項４に記載の空調冷凍システム。
6. 　前記メイン制御装置は、
   　前記冷凍システムの消費電力を可変すべく制御する場合、前記コンプレッサの容量よりも前記コンデンサの凝縮能力を優先的に制御することを特徴とする請求項４に記載の空調冷凍システム。
7. 　前記冷凍機は、冷却能力を決定付ける主要要素を数種の中から選択して構成自在な冷凍機であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の空調冷凍システム。

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