JP2007010232A - Cooling system - Google Patents
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Abstract
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と、このショーケースに接続された冷凍機とを備える冷却システムに関する。 The present invention relates to a cooling system including a showcase installed in a store such as a supermarket and a refrigerator connected to the showcase.
一般に、スーパーマーケット等の店舗に配置されるショーケースと、このショーケースに接続される冷凍機とを備える冷却システムが知られている。この種の冷却ステムでは、冷凍機の圧縮機は、低圧設定値に応じて運転・停止をするように制御されている。しかし、この低圧設定値は、一般的に、夏季の最も冷却能力が要求される状況に適した設定値となっており、冬季のように、高い冷却能力が要求されない季節には、冷却能力が過剰となる傾向にあった。 In general, a cooling system including a showcase arranged in a store such as a supermarket and a refrigerator connected to the showcase is known. In this type of cooling system, the compressor of the refrigerator is controlled to operate and stop according to the low pressure set value. However, this low pressure setting value is generally a setting value suitable for the situation where the most cooling capacity is required in summer, and the cooling capacity is low in the season when high cooling capacity is not required such as in winter. There was a tendency to become excessive.
このため、近年のエネルギーコスト削減の観点から、一定時間におけるショーケースの冷風の吐出平均温度(以下、吐出平均温度という)と設定温度との偏差温度が所定温度以下となっている場合には、ショーケースは冷えているものと判断して、冷凍機の低圧設定値を変更し、この冷凍機の運転率を低下させることによって消費電力の削減を行うものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この場合、上記吐出平均温度は、冷風の吐出温度を所定間隔でサンプリングし、このサンプリングしたものから算出されている。
ところで、ショーケースの冷風の吐出温度は、このショーケースの蒸発器へ冷媒を供給する電磁弁の開閉によって制御されるものであるため、この電磁弁の開閉に応じて上下に変動するものである。このため、上記低圧設定値を制御する吐出温度として、制御範囲の上限に近いものが多くサンプリングされた場合には、上記偏差温度が所定温度よりも大きくなるため、ショーケースは冷えていないと判断されてしまう。従って、吐出温度をサンプリングして制御を行う場合には、ショーケースの冷却状態を正確に判断できないために、冷却システムにおける消費電力を効果的に削減できないといった問題があった。 By the way, since the discharge temperature of the cool air of the showcase is controlled by opening and closing of the electromagnetic valve that supplies the refrigerant to the evaporator of the showcase, it fluctuates up and down according to the opening and closing of the electromagnetic valve. . For this reason, when many discharge temperatures close to the upper limit of the control range are sampled as the discharge temperature for controlling the low pressure set value, the deviation temperature becomes higher than the predetermined temperature, so it is determined that the showcase is not cooled. Will be. Accordingly, when controlling by sampling the discharge temperature, there is a problem that the power consumption in the cooling system cannot be effectively reduced because the cooling state of the showcase cannot be accurately determined.
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、冷風の吐出温度をサンプリングして冷凍機の低圧設定値を制御する場合でも、ショーケースの冷却状態を正確に判定することにより、消費電力をより効果的に削減できる冷却システムを提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and accurately determine the cooling state of the showcase even when the cold air discharge temperature is sampled to control the low pressure set value of the refrigerator. Accordingly, an object of the present invention is to provide a cooling system that can reduce power consumption more effectively.
上記目的を達成するために、本発明は、冷風の吐出温度と設定温度との偏差に応じて、蒸発器に冷媒を供給すべく開閉される電磁弁を有するショーケースと、このショーケースに接続された冷凍機と、ショーケースの冷風の吐出温度を所定間隔ごとに、温度データとしてサンプリングし、この温度データに基づいて、冷凍機の低圧設定値を設定する制御装置とを備える冷却システムにおいて、制御装置は、温度データと電磁弁の開閉状態とに基づいて、ショーケースの冷却状態を判定する判定手段と、この判定手段により、ショーケースが冷えていると判定された場合には、冷凍機の低圧設定値を高く設定する設定値変更手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a showcase having an electromagnetic valve that is opened and closed to supply refrigerant to an evaporator according to a deviation between a discharge temperature of cold air and a set temperature, and is connected to the showcase In the cooling system comprising the refrigerator and the control device that samples the discharge temperature of the cold air of the showcase as temperature data at predetermined intervals and sets the low pressure set value of the refrigerator based on the temperature data, The control device includes: a determination unit that determines the cooling state of the showcase based on the temperature data and the open / closed state of the solenoid valve; and if the determination unit determines that the showcase is cold, the refrigerator And a set value changing means for setting the low pressure set value high.
この場合において、判定手段は、温度データに対応する温度が、設定温度よりも高い所定の基準温度以上であり、かつ、電磁弁が、所定時間内に所定回数以上閉じている場合には、ショーケースは冷えていると判定する構成としても良い。 In this case, the determination means is configured to perform a show when the temperature corresponding to the temperature data is equal to or higher than a predetermined reference temperature higher than the set temperature and the solenoid valve is closed a predetermined number of times within a predetermined time. The case may be configured to determine that the case is cold.
更に、判定手段は、所定期間内における所定間隔ごとに、電磁弁の開閉状態を検出し、所定期間内において当該電磁弁が少なくとも1回、閉じていると検出された場合には、ショーケースは冷えていると判定する構成としても良い。
また、電磁弁が開状態から閉状態に移行する場合に、判定手段に閉弁信号を出力する弁信号出力手段を備え、判定手段は、所定期間内に当該閉弁信号が少なくとも1回入力された場合には、ショーケースは冷えていると判定する構成としても良い。
Further, the determination means detects the open / close state of the electromagnetic valve at predetermined intervals within a predetermined period, and if it is detected that the electromagnetic valve is closed at least once within the predetermined period, the showcase It is good also as a structure which determines with having cooled.
In addition, when the electromagnetic valve shifts from the open state to the closed state, the determination unit includes a valve signal output unit that outputs a valve closing signal, and the determination unit receives the valve closing signal at least once within a predetermined period. In such a case, the showcase may be determined to be cold.
本発明では、ショーケースの冷却状態を正確に判定できるため、冷却システムにおける消費電力をより効果的に削減することができる。 In this invention, since the cooling state of a showcase can be determined correctly, the power consumption in a cooling system can be reduced more effectively.
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)配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、当該ショーケース10の冷風の吐出温度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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a piping configuration of a cooling system.
As shown in FIG. 1, the cooling system RS includes a
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15を備える。このコントローラ15は、上記集中コントローラ12とデータ通信可能に接続されている。コントローラ15は、温度センサ63によって測定される冷風の吐出温度と設定温度との偏差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、設定温度の上に上限温度を設定(ディファレンシャル(上限温度−設定温度)を設定)し、上限温度にて電磁弁14を開き、設定温度にて当該電磁弁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)。これにより、冷風の吐出温度を設定温度に近付けるものである。
Each
一方、冷凍機11の圧縮機は低圧設定値Psで制御される。ここで、低圧設定値Ps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。
On the other hand, the compressor of the
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。
As shown in FIG. 2, the
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。
A plurality of
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が測定した温度を冷風の吐出温度として、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。
In addition, an
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。
At the upper edge of the
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。
When the
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。
As a result, an inner cold air curtain and an outer air curtain that protects the inner cool air curtain are formed in the opening 51 of the
図3は、冷却システムRSの制御ブロックを示す図である。
集中コントローラ12は、図3に示すように、ショーケース10の冷風の吐出温度をサンプリングするサンプリング部(サンプリング手段)21と、ショーケース10の電磁弁14の開閉状態を検出する弁状態検出部(弁状態検出手段)22とを備える。サンプリング部21は、温度センサ63が測定した冷風の吐出温度を所定間隔ごとに、温度データとしてサンプリングして判定部(判定手段)23に出力する。また、弁状態検出部22は、電磁弁14の開閉状態を所定間隔ごとに検出し、その状態を制御データとして判定部23に出力する。この判定部23は、入力されたデータに基づいて、ショーケース10の冷却状態を判定するものである。判定部23には、この判定部23の判定結果に基づいて、冷凍機11の圧縮機の低圧設定値Psを変更する設定値変更部(設定値変更手段)24が接続されている。この設定値変更部24は、判定部23がショーケース10は冷えていると判定した場合には、低圧設定値Psを高く設定し、この設定値を冷凍機11に出力する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a control block of the cooling system RS.
As shown in FIG. 3, the
次に、図4に示したフローチャートを参照して、冷却システムRSの消費電力を削減するための集中コントローラ12の動作について説明する。この動作制御は、所定期間(例えば10分間)における各ショーケース10の冷却状態を判定し、この判定結果に基づいて、次の所定時間における冷凍機11の低圧設定値Psを設定するものである。
Next, the operation of the
まず、サンプリング部21は、所定間隔(例えば1分)ごとに、各ショーケース10の冷風の吐出温度をサンプリングする(ステップS1)。このサンプリングされた温度データは、ショーケース10ごとに集中コントローラ12のメモリ(不図示)に記憶される。また、弁状態検出部22は、所定間隔(例えば1分)ごとに、電磁弁14の開閉状態を検出する(ステップS2)。この検出された開閉状態についても、上記メモリに記憶される。
First, the
続いて、上記所定期間が経過した場合、上記メモリに記憶された温度データ及び開閉状態を示すデータが、判定部23に出力され、この判定部23は上記データに基づいて、各ショーケース10の冷却状態を判定する。この判定において、判定部23は、上記温度データが、設定温度よりも高い所定の基準温度以下であるか否かを判別する(ステップS3)。具体的には、記録された温度データのうち、低いものから3つ目のデータを選択し、この選択したデータが、設定温度よりも1℃高い基準温度以下であるか否かを判別する。
Subsequently, when the predetermined period has elapsed, the temperature data stored in the memory and the data indicating the open / closed state are output to the
この判別において、選択したデータが上記基準温度以下である場合(ステップS3;Yes)には、このショーケース10は、判定部23により冷えていると判定されるため、この判定結果をメモリに記憶して、他のショーケース10の冷却状態を判定する。一方、選択したデータは上記基準温度以下でない場合(ステップS3;No)には、判定部23は、上記所定期間において電磁弁14が所定回数(例えば1回)閉じているか否かを判別する(ステップS4)。上述のように、電磁弁14は、ショーケース10のコントローラ15の制御下、温度センサ63の測定した冷風の吐出温度に応じて開閉制御されるものであるため、この電磁弁14が所定期間内に少なくとも1回閉じられている場合には、ショーケース10は、制御上、冷えていると判定することができる。
In this determination, when the selected data is equal to or lower than the reference temperature (step S3; Yes), since the
このため、従来のように、サンプリングした温度データに基づく判定では、ショーケース10が冷えていないと判定される場合であっても、本構成では、上記温度データに加えて、電磁弁14の開閉状態に基づいて、ショーケース10が冷えているか否かを判定するので、当該ショーケースの冷却状態をより正確に判定することができる。
For this reason, even if it is determined that the
ステップS4の判別において、電磁弁14が所定期間内において、少なくとも1回閉じられている場合(ステップS4;Yes)には、このショーケース10は、判定部23により冷えていると判定されるため、この判定結果をメモリに記憶して、他のショーケース10の冷却状態を判定する。一方、電磁弁14が所定期間内において、1回も閉じられていない場合(ステップS4;No)には、判定部23は、このショーケース10は冷えていないと判定し、この判定結果をメモリに記憶する。
In the determination of step S4, when the
続いて、判定部23は、すべてのショーケース10が冷えていると判定された場合には、設定値変更部24にその旨を出力する。設定値変更部24は、冷却能力に余裕があると判断し、低圧設定値Psをメモリに記録された値よりも一定値PaG(例えば、0.01MPa)上げた値に書き換え、書き換えた値を冷凍機11に出力する(ステップS5)。冷凍機11では、設定値変更部24から送信された低圧設定値Psに基づいて圧縮機の停止と起動を制御する。その際、低圧設定値Psは高い値とされることにより、圧縮機が起動・停止される低圧設定値Psが高くなり、その分、冷却能力が低下するとともに、消費電力も削減されるようになる。
Subsequently, when it is determined that all the
一方、判定部23は、ショーケース10が1台でも冷えていないと判定された場合には、その旨を設定値変更部24に出力する。この場合、設定値変更部24は、低圧設定値Psをメモリに記憶された値と同一の値、もしくは、この記憶された値よりも一定値PaG(例えば、0.01MPa)低下させた値に書き換え、書き換えた値を冷凍機11に出力する(ステップS6)。冷凍機11では設定値変更部24から送信された低圧設定値Psに基づいて、圧縮機の停止と起動を制御する。ここで、低圧設定値Psは低い値とされた場合には、圧縮機が起動・停止される低圧設定値Psが低くなり、その分、冷却能力が向上する。
On the other hand, when it is determined that even one
メモリには、低圧設定値Psの初期値としてデフォルト値が予め記憶されている。このデフォルト値は、夏季の最も冷却能力が必要とされる環境の値とされており、消費電力を削減する目的で行われる低圧設定値Psの変更は、当該デフォルト値よりも高くする方向で行われ、かかる変更によってデフォルト値よりも低くなることはない。 In the memory, a default value is stored in advance as an initial value of the low pressure set value Ps. This default value is the value of the environment that requires the most cooling capacity in summer, and the low-pressure set value Ps, which is changed for the purpose of reducing power consumption, is changed in a direction higher than the default value. However, such changes will not lower the default value.
本実施形態によれば、集中コントローラ12は、サンプリングされた温度データと電磁弁14の開閉状態とに基づいて、ショーケース10の冷却状態を判定する判定部23を備えるため、ショーケース10の冷却状態の判定をより正確に行うことができる。この判定部23により、ショーケース10が冷えていると判定された場合には、冷凍機11の低圧設定値Psを高く設定することにより、冷凍機の消費電力を削減するために、より迅速且つきめ細かな制御が可能となる。これにより、ショーケースの庫内の冷却を維持するために必要最小限の冷却能力を確保しながら、冷却システム全体として効果的な消費電力の削減を図ることが可能となる。
According to the present embodiment, the
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、上記実施形態では、弁状態検出手段22によって、所定期間内における所定間隔ごとに、電磁弁14の開閉状態を検出し、この開閉状態を判定部23に出力する構成としていたが、これに限るものではなく、電磁弁14が開状態から閉状態に移行する場合に、各ショーケースのコントローラ12から判定部23に閉弁信号を出力する弁信号出力手段を備える構成としても良い。この場合、判定部23は、所定期間内に上記閉弁信号が少なくとも1回入力された場合には、ショーケース10は冷えていると判定する。
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on one Embodiment, this invention is not limited to this. For example, in the above embodiment, the valve
なお、本実施形態では、所定期間として10分周期で低圧設定値を調整する構成について説明したが、これに限るものではなく、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。本実施形態では、所定時間内に少なくとも1回、電磁弁が閉じられた場合には、ショーケースが冷えていると判定しているが、これに限るものではなく、当該電磁弁を閉じる回数は適宜変更可能である。また、本実施形態では、サンプリングの所定間隔を1分間に設定しているが、これも適宜変更可能である。 In addition, although this embodiment demonstrated the structure which adjusts a low voltage | pressure setting value by a 10-minute period as a predetermined period, it is not restricted to this, Usage conditions, such as 30 minutes, 1 hour, 1 hour 30 minutes, 2 hours period, etc. It is possible to select appropriately according to. In this embodiment, when the solenoid valve is closed at least once within a predetermined time, it is determined that the showcase is cold, but the present invention is not limited to this, and the number of times the solenoid valve is closed is It can be changed as appropriate. In this embodiment, the predetermined sampling interval is set to 1 minute, but this can also be changed as appropriate.
10 ショーケース
11 冷凍機
12 集中コントローラ(制御装置)
14 電磁弁
15 コントローラ
23 判定部(判定手段)
24 設定値変更部(設定値変更手段)
46 蒸発器
63 温度センサ
RS 冷却システム
Ps 低圧設定値
10
14
24 Setting value changing unit (setting value changing means)
46
Claims (4)
前記制御装置は、前記温度データと前記電磁弁の開閉状態とに基づいて、前記ショーケースの冷却状態を判定する判定手段と、
この判定手段により、前記ショーケースが冷えていると判定された場合には、前記冷凍機の低圧設定値を高く設定する設定値変更手段とを備えることを特徴とする冷却システム。 A showcase having an electromagnetic valve that is opened and closed to supply refrigerant to the evaporator according to a deviation between the discharge temperature of the cold air and the set temperature, a refrigerator connected to the showcase, and the cold air of the showcase In a cooling system comprising a controller that samples the discharge temperature at predetermined intervals as temperature data and sets the low-pressure set value of the refrigerator based on the temperature data,
The control device, a determination means for determining the cooling state of the showcase based on the temperature data and the open / closed state of the solenoid valve,
A cooling system comprising: a setting value changing means for setting the low pressure set value of the refrigerator higher when the determining means determines that the showcase is cold.
When the electromagnetic valve shifts from an open state to a closed state, the electromagnetic valve includes a valve signal output unit that outputs a valve closing signal to the determination unit, and the determination unit receives the valve closing signal at least once within the predetermined period. 3. The cooling system according to claim 2, wherein, when input, the showcase is determined to be cold.
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