JP2018179380A - 温度調整設備 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換効率が低下した状態での冷却運転の継続を遠隔から安定的に回避可能な温度調整設備を提供する。【解決手段】室内ユニット２４及び室外ユニット２５を備えた冷却装置１１、１２、１３を有し、室内ユニット２４から吹き出される冷却された空気によって冷却対象室Ｒの温度を調整する温度調整設備１０において、冷却した空気が室内ユニット２４から吹き付けられる温度計１４〜１９と、温度計１４〜１９の計測温度を検出し、冷却装置１１、１２、１３の運転を制御する制御装置２１と、制御装置２１に通信回線２２を介して接続され、温度計１４〜１９の計測温度を取得する遠隔操作端末２３とを備え、遠隔操作端末２３は、制御装置２１に第１信号を送信して、室内ユニット２４に不定期な除霜運転を行わせ、制御装置２１に第２信号を送信して、冷却装置１１、１２、１３の運転を停止させる。【選択図】図１

Description

本発明は、冷却対象室の温度を調整する温度調整設備に関する。

生鮮食品等を保管する貯蔵室は、冷却装置を用いて冷却され所定の温度に保たれている。冷却装置は、蒸発器、圧縮機、凝縮器及び膨張弁の順に冷媒を循環させ、蒸発器を通過する冷媒と貯蔵室内の空気を熱交換し、貯蔵室内の空気を冷却する。冷媒は蒸発器を通過して気化した後、圧縮機で圧縮され、凝縮器を通過の際に放熱して凝縮する。
ここで、冷却装置は、蒸発器に霜が生じると、蒸発器による熱交換効率が低下する。そのため、蒸発器に着霜する環境下では、除霜運転が可能な冷却装置の採用が有効であり、蒸発器に霜が生じたとみなされたタイミングで除霜運転を開始する（引用文献１、２参照）。

特開２００２−１０７０１４号公報 特開２００８−２４９２６８号公報

しかしながら、従来の方法では、蒸発器への着霜を安定的に検出できなかった。例えば、複数の冷却装置が設置された貯蔵室において、室温と設定温度の温度差が所定値以上の状態が続いたことを蒸発器に着霜した条件とする場合、１つの冷却装置で蒸発器に霜が生じていても、室温が設定温度で保たれることがある。そして、蒸発器による熱交換の効率が低下した状態で冷却装置が冷却運転を継続すると、液状の冷媒が圧縮機に吸入され、場合によっては圧縮機に不具合が生じて、圧縮機の交換が必要となる。

従って、蒸発器に霜が生じている状態を含め、蒸発器による熱交換効率が低下した状態で、冷却装置が冷却運転を継続する状態を回避することは、圧縮機の故障を防ぐ上で重要である。特に、冷却能力が高い冷却装置では、圧縮機が大型で、圧縮機の修理や交換のための経済的負担が大きい。
また、近年、貯蔵室から離れた拠点から冷却装置を制御したいというニーズが高まっている。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、熱交換効率が低下した状態での冷却運転の継続を遠隔から安定的に回避可能な温度調整設備を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る温度調整設備は、室内ユニット及び室外ユニットを備えた冷却装置を有し、前記室内ユニットから吹き出される冷却された空気によって冷却対象室の温度を調整する温度調整設備において、冷却した空気が前記室内ユニットから吹き付けられる温度計と、前記温度計の計測温度を検出し、前記冷却装置の運転を制御する制御装置と、前記制御装置に通信回線を介して接続され、前記温度計の計測温度を取得する遠隔操作端末とを備え、前記遠隔操作端末は、前記制御装置に第１信号を送信して、前記室内ユニットに不定期な除霜運転を行わせ、前記制御装置に第２信号を送信して、前記冷却装置の運転を停止させる。

本発明に係る温度調整設備において、前記遠隔操作端末は、前記制御装置に第３信号を送信して、前記室内ユニットの定期的な除霜運転の開始タイミングを設定するのが好ましい。

本発明に係る温度調整設備において、前記遠隔操作端末は、前記制御装置を介して前記冷却装置が消費している電力値を取得するのが好ましい。

本発明に係る温度調整設備において、前記冷却装置は複数あって、前記制御装置は、前記冷却対象室が設けられた施設全体で消費されている電力値が所定値まで上昇したのを検知して、前記冷却装置を選択的に停止させるのが好ましい。

本発明に係る温度調整設備において、前記制御装置に接続され、前記冷却対象室が設けられた施設の屋根裏空間に配置された屋根裏温度計と、前記屋根裏空間の空気を前記施設外に排出する換気扇とを更に備え、前記制御装置は、前記屋根裏温度計の計測温度が予め定められた温度以上であるのを検出して、前記換気扇を作動させるのが好ましい。

本発明に係る温度調整設備において、前記制御装置に接続され、前記冷却対象室の室温を計測する室内温度計を更に備え、前記制御装置は、前記室内温度計の計測温度の推移を記憶し、前記遠隔操作端末は、前記制御装置から前記室内温度計の計測温度の推移の情報を取得するのが好ましい。

本発明に係る温度調整設備は、冷却した空気が室内ユニットから吹き付けられる温度計と、温度計の計測温度を検出し、冷却装置の運転を制御する制御装置と、制御装置に通信回線を介して接続され、温度計の計測温度を取得する遠隔操作端末とを備え、蒸発器による熱交換効率が低下すると室内ユニットから温度計に吹き付けられる空気の温度が高くなることから、温度計の計測温度により蒸発器による熱交換効率が低下した状態を遠隔から検出することができる。また、遠隔操作端末は、制御装置に第１信号を送信して、室内ユニットに不定期な除霜運転を行わせ、制御装置に第２信号を送信して、冷却装置の運転を停止するので、蒸発器による熱交換効率が低下した状態での冷却運転の継続を遠隔から回避することができる。従って、本発明に係る温度調整設備は、熱交換効率が低下した状態での冷却運転の継続を遠隔から安定的に回避可能である。

本発明の一実施の形態に係る温度調整設備の説明図である。 同温度調整設備の接続を示す説明図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る温度調整設備１０は、それぞれ室内ユニット２４及び室外ユニット２５を備えた冷却装置１１〜１３を有し、室内ユニット２４から吹き出される冷却された空気によって冷却対象室Ｒの温度を調整する設備であって、冷却した空気が室内ユニット２４から吹き付けられる温度計１４〜１９と、温度計１４〜１９の計測温度を検出し、冷却装置１１〜１３の運転を制御する制御装置２１と、制御装置２１に通信回線２２を介して接続された遠隔操作端末２３とを備えている。以下、詳細に説明する。

図１に示す冷却対象室Ｒは、施設Ｓに設けられた温度調整を要する部屋（例えば、生鮮食品等を保管する貯蔵庫）である。
冷却装置１１（冷却装置１２、１３についても同じ）は、図１に示すように、それぞれ図示しない蒸発器及びファンを有する複数の室内ユニット２４と、複数の室内ユニット２４に接続され、図示しない圧縮機、凝縮器及び膨張弁を有する１つの室外ユニット２５とを備えている。本実施の形態では、冷却装置１１、１２、１３がそれぞれ２つの室内ユニット２４を備えているが、３つ以上の室内ユニットを備える冷却装置や１つの室内ユニットを備える冷却装置を採用してもよい。

冷却装置１１、１２、１３ではそれぞれ、圧縮機、凝縮器及び膨張弁を順に通過した冷媒が、室外ユニット２５から各室内ユニット２４の蒸発器に送られる。各室内ユニット２４は、ファンの作動によって冷却対象室Ｒ内の空気を取り込んで蒸発器に供給し、蒸発器に供給した空気を、蒸発器を通過中の冷媒との熱交換で冷却し、室内ユニット２４外に吹き出す。

冷却装置１１、１２、１３はそれぞれ２つの図示しない電磁弁を具備し、各電磁弁は各室内ユニット２４に対応している。各室内ユニット２４は、対応する電磁弁が開状態で室外ユニット２５から冷媒が供給され、対応する電磁弁が閉状態で室外ユニット２５からの冷媒の供給が止められる。
従って、室内ユニット２４は、対応する電磁弁が開状態の場合、取り込んだ空気を蒸発器で冷却して吹き出す冷却運転が可能であり、対応する電磁弁が閉状態の場合、取り込んだ空気を蒸発器で冷却できない。

冷却装置１１、１２、１３の各室内ユニット２４の近傍には、図１に示すように、それぞれ温度計１４〜１９が配置され、各室内ユニット２４から吹き出された空気は温度計１４〜１９にそれぞれ吹き付けられる。
冷却対象室Ｒには、冷却対象室Ｒの室内温度を計測する複数の室内温度計２６、２７、２８、冷却対象室Ｒの湿度を計測する複数の湿度計２９、３０、３１及び冷却対象室Ｒの酸素濃度を計測する複数の酸素計３２、３３、及び、水を噴霧する複数の噴霧機３４、３５、３６が設けられている。

施設Ｓには、冷却対象室Ｒ外（本実施の形態では冷却対象室Ｒの出入口近く）に回転灯３７が取り付けられ、冷却対象室Ｒの内外にそれぞれ複数の照明３８が設けられている。施設Ｓの屋根裏空間Ｑには、屋根裏空間Ｑの温度を計測する屋根裏温度計４０及び屋根裏空間Ｑの空気を施設Ｓ外に排出する換気扇４１が配置されている。更に、施設Ｓには、施設Ｓ全体に設けられた電動機器で消費されている電力の合計値を計測する電力計測計４２が設けられている。なお、電動機器とは作動のために電力消費を伴うものであり、冷却装置１１、１２、１３、温度計１４〜１９、制御装置２１、室内温度計２６、２７、２８、湿度計２９、３０、３１、酸素計３２、３３、噴霧機３４、３５、３６、回転灯３７、照明３８、屋根裏温度計４０、換気扇４１が電動機器に該当する。

施設Ｓ内には、図１、図２に示すように、冷却装置１１、１２、１３の運転を制御する制御装置２１が設けられ、制御装置２１には、通信回線（例えば、インターネット回線）２２を介して遠隔操作端末２３が接続されている。
制御装置２１は、図２に示すように、冷却装置１１、１２、１３、温度計１４〜１９、室内温度計２６、２７、２８、湿度計２９、３０、３１、酸素計３２、３３、噴霧機３４、３５、３６、回転灯３７、照明３８、屋根裏温度計４０、換気扇４１及び電力計測計４２に信号接続され、温度計１４〜１９、室内温度計２６、２７、２８、湿度計２９、３０、３１、酸素計３２、３３、屋根裏温度計４０及び電力計測計４２の各計測値を間欠的（例えば、０．１〜０．５秒ごと）に取得する。

遠隔操作端末２３は、温度計１４〜１９、室内温度計２６、２７、２８、湿度計２９、３０、３１、酸素計３２、３３、屋根裏温度計４０及び電力計測計４２の各計測値を、制御装置２１及び通信回線２２を介して間欠的（例えば、０．１〜０．５秒ごと）に取得する。
制御装置２１は、取得した室内温度計２６、２７、２８及び湿度計２９、３０、３１の各計測値の推移を記憶することができ、遠隔操作端末２３は、制御装置２１から室内温度計２６、２７、２８及び湿度計２９、３０、３１の各計測値の推移の情報を取得可能である。

制御装置２１及び遠隔操作端末２３はそれぞれ、表示デバイス（例えば、液晶表示器）及び入力デバイス（例えば、キーボードやタッチスクリーン）を具備する情報処理端末によって構成でき、印刷機に接続可能である。制御装置２１及び遠隔操作端末２３はそれぞれ、温度計１４〜１９、室内温度計２６、２７、２８、湿度計２９、３０、３１、酸素計３２、３３、屋根裏温度計４０及び電力計測計４２の各計測値に加え、室内温度計２６、２７、２８及び湿度計２９、３０、３１の各計測値の推移を、表示デバイスに表示することや、接続された印刷機に印刷させることができる。

制御装置２１には、制御装置２１の入力デバイスからの入力、あるいは、遠隔操作端末２３の入力デバイスからの入力によって、冷却対象室Ｒの目標温度（℃）、目標湿度（％）及び必要酸素濃度（％）、並びに、屋根裏空間Ｑの熱気を排出すべき換気温度（℃）が設定可能である。
冷却対象室Ｒの目標温度としてＴ℃が設定されると、制御装置２１は、計測温度がＴ−α（℃）以下となった温度計１４〜１９を検知した際、その温度計１４〜１９に空気を吹き付けている室内ユニット２４に対応する電磁弁を閉状態にして、その室内ユニット２４の冷却運転を一時的に停止する。

対応する電磁弁が閉状態となった後も室内ユニット２４は、ファンの作動を続け、温度計１４〜１９への空気の吹き付けを続ける。
制御装置２１は、冷却運転を停止中の室内ユニット２４から空気を吹き付けられている温度計１４〜１９の計測温度がＴ＋α（℃）以上となったのを検出すると、その室内ユニット２４に対応する電磁弁を開状態にして該当の室内ユニット２４に冷却運転を再開させる。

そして、制御装置２１は、湿度計２９、３０、３１の各計測値が目標湿度にβ（％）を加えた値より大きくなったのを検出した際、冷却装置１１、１２、１３に除湿運転を行わせ、湿度計２９、３０、３１の各計測値が目標湿度からβ引いた値より小さくなったのを検出した際、噴霧機３４、３５、３６に水を噴霧させる。
制御装置２１は、酸素計３２、３３の各計測値の少なくとも一つが必要酸素濃度以下であるのを検出すると、回転灯３７を点灯させて、作業者に冷却対象室Ｒ内の酸素濃度が低くなっていることを知らせる。
施設Ｓの屋根裏空間Ｑの温度が高い場合、冷却対象室Ｒの温度調整が非効率となるため、制御装置２１は、屋根裏温度計４０の計測温度が予め定められた温度（例えば、４０℃）以上であるの検出した際、換気扇４１を作動させ、換気によって屋根裏空間Ｑの温度を低下させる。

また、冷却装置１１、１２、１３の各室内ユニット２４には、運転モードとして、蒸発器に生じた霜を取り除く除霜運転が設けられている。蒸発器に着霜している場合、室内ユニット２４の冷却能力が低下するため、蒸発器の霜を取り除くことで低下していた冷却能力を向上させることができる。
除霜運転には、開始するタイミングが予め定められている定期的な除霜運転と、遠隔操作端末２３から制御装置２１に信号（以下、「第１信号」とも言う）が送信されたタイミングで行われる不定期な除霜運転が存在する。

定期的な除霜運転は、除霜運転の対象となる室内ユニット２４を指定して行われ、冷却装置１１（冷却装置１２、１３についても同様）に、除霜運転を行う室内ユニット２４と冷却運転を行う室内ユニット２４を混在させることができる。
本実施の形態では、冷却装置１１、１２、１３の６つの室内ユニット２４のうち１つに（定期的な）除霜運転を行わせ、他の５つに冷却運転を行わせる。これによって、一部の室内ユニット２４が除霜運転中でも冷却対象室Ｒを冷却するようにしている。そして、各室内ユニット２４の定期的な除霜運転の開始タイミングをずらすことによって、６つの室内ユニット２４全てが異なるタイミングで定期的な除霜運転を行うようにしている。

管理者は、遠隔操作端末２３の入力デバイスによる入力操作によって、定期的な除霜運転の設定が可能であり、遠隔操作端末２３で該当の操作がなされると、遠隔操作端末２３は、制御装置２１に信号（第３信号）を送信して、制御装置２１に各室内ユニット２４の定期的な除霜運転の開始タイミングの設定を行う。定期的な除霜運転の開始タイミングは、各除霜運転の開始時刻の指定によって、あるいは、初回の開始時刻及び除霜運転を開始する時間間隔の指定によって設定される。

冷却装置１１、１２、１３の全ての室内ユニット２４の蒸発器にはヒータがそれぞれ取り付けられている。定期的な除霜運転は、対象の室内ユニット２４に対応する電磁弁を閉状態にし、対象の室内ユニット２４のヒータを作動状態にし、対象の室内ユニット２４のファンを停止して行われる。
室内ユニット２４は、予め定められた時間（１０〜６０分間）の定期的な除霜運転を行った後、冷却運転を再開する。

また、管理者は、遠隔操作端末２３の表示デバイスに表示される温度計１４〜１９の計測温度が、冷却対象室Ｒの目標温度に所定温度（例えば、α℃）を加えた値より高い状態を維持しているのを見ることによって、冷却能力が低下している室内ユニット２４、即ち、蒸発器に霜が生じている可能性がある室内ユニット２４を知ることができる。その場合、管理者は、遠隔操作端末２３の入力デバイスから所定の入力操作をなすことで、室内ユニット２４に不定期な除霜運転を行わせることができる。

遠隔操作端末２３での所定の入力操作は対象とする室内ユニット２４の指定を含むものであり、該当の入力操作がなされると、遠隔操作端末２３は、指定された室内ユニット２４の情報を有する第１信号を制御装置２１に送信する。第１信号を受信した制御装置２１は、該当の室内ユニット２４を有する冷却装置１１、１２、１３に該室内ユニット２４の不定期な除霜運転を行わせる。

不定期な除霜運転は、対象の室内ユニット２４に対応する電磁弁を閉状態にし、対象の室内ユニット２４が具備しているファンを作動状態にし、対象の室内ユニット２４のヒータを停止して行われる。不定期な除霜運転を行う室内ユニット２４は、冷却運転を予定していたものであるため、ヒータで空気を加熱しないのは、冷却対象室Ｒを所定温度に調整する観点において好適である。

室内ユニット２４は、予め定められた時間（１０〜６０分間）、不定期な除霜運転を行った後、その除霜運転を終了し、冷却運転を再開する。
冷却能力低下の要因が蒸発器の着霜であった場合、不定期な除霜運転によって冷却能力が向上するため、冷却運転を再開した室内ユニット２４から吹き出される空気は、冷却対象室Ｒの目標温度に所定温度加えた値以下となる。

そのため、不定期な除霜運転を完了したにも関わらず冷却運転を再開した室内ユニット２４から吹き出る空気の温度が、冷却対象室Ｒの目標温度に所定温度加えた値より高い状態が続く場合、冷却装置１１、１２、１３に不具合が生じている可能性がある。冷却能力が低下した状態で冷却運転を継続すると、圧縮機への液バックが発生し、場合によっては圧縮機の修理や交換が必要となる。

圧縮機の修理や交換は経済的負担が大きく、更に、圧縮機が故障した冷却装置１１、１２、１３は冷却対象室Ｒの温度調整に寄与できないことから、圧縮機への液バックの回避は重要であり、冷却能力の低下が継続する状態は早期の解決が求められる。
そこで、本実施の形態では、遠隔操作端末２３において、冷却装置１１、１２、１３を指定する所定の入力操作がなされることで、遠隔操作端末２３が、制御装置２１に信号（第２信号）を送信して、指定された冷却装置１１、１２、１３の運転を停止（圧縮機の停止を含む）することができるようにしている。

管理者は、遠隔操作端末２３の表示デバイスで温度計１４〜１９の計測温度を見て、冷却能力が低下している室内ユニット２４を知り、遠隔操作端末２３から入力操作を行うことで、冷却能力が停止している室内ユニット２４を備える冷却装置１１、１２、１３を停止させることができる。
よって、冷却対象室Ｒの温度調整のために室内ユニット２４の冷却運転の停止及び開始を制御するのに利用される温度計１４〜１９は、冷却能力の低下が生じている室内ユニット２４を検知するのにも利用されていることとなる。

また、遠隔操作端末２３は、制御装置２１を介して冷却装置１１、１２、１３それぞれが消費している電力値を冷却装置１１、１２、１３からそれぞれ取得することができる。冷却装置１１、１２、１３のいずれかが所定以上の電力を消費している場合には、冷媒漏れ等が生じている可能性がある。従って、管理者が、遠隔操作端末２３にて冷却装置１１、１２、１３それぞれが消費している電力値を確認できることは有効である。

そして、制御装置２１は、電力計測計４２の計測値を間欠的に取得して、施設Ｓ全体で消費されている電力値が所定値まで上昇したのを検知し、冷却装置１１、１２、１３を選択的に停止させることができる。これによって、例えば、施設Ｓ全体の消費電力が所定値まで上昇したのを最初に検知した段階で、冷却装置１１のみを停止させ、冷却装置１１を停止している状態で、施設Ｓ全体の消費電力が再度所定値まで上昇した際に、冷却装置１２を停止させる。
この制御によって、施設Ｓ全体で消費されている電力値が、最大需要電力（デマンド値）を超えないようにすることが可能となる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、遠隔操作端末は、冷却装置が消費している電力値を取得できなくてもよい。
また、冷却対象室の目標温度に応じて、定期的な除霜運転を行う際にヒータを作動させるか否かを決定してもよい。
そして、１つの冷却対象室に設ける冷却装置は、１つ、２つ、あるいは、４以上であってもよい。
更に、屋根裏温度計は必ずしも必要ではない。

１０：温度調整設備、１１、１２、１３：冷却装置、１４〜１９：温度計、２１：制御装置、２２：通信回線、２３：遠隔操作端末、２４：室内ユニット、２５：室外ユニット、２６、２７、２８：室内温度計、２９、３０、３１：湿度計、３２、３３：酸素計、３４、３５、３６：噴霧機、３７：回転灯、３８：照明、４０：屋根裏温度計、４１：換気扇、４２：電力計測計、Ｑ：屋根裏空間、Ｒ：冷却対象室、Ｓ：施設

Claims (6)

1. 室内ユニット及び室外ユニットを備えた冷却装置を有し、前記室内ユニットから吹き出される冷却された空気によって冷却対象室の温度を調整する温度調整設備において、
   冷却した空気が前記室内ユニットから吹き付けられる温度計と、
   前記温度計の計測温度を検出し、前記冷却装置の運転を制御する制御装置と、
   前記制御装置に通信回線を介して接続され、前記温度計の計測温度を取得する遠隔操作端末とを備え、
   前記遠隔操作端末は、前記制御装置に第１信号を送信して、前記室内ユニットに不定期な除霜運転を行わせ、前記制御装置に第２信号を送信して、前記冷却装置の運転を停止させることを特徴とする温度調整設備。
2. 請求項１記載の温度調整設備において、前記遠隔操作端末は、前記制御装置に第３信号を送信して、前記室内ユニットの定期的な除霜運転の開始タイミングを設定することを特徴とする温度調整設備。
3. 請求項１又は２記載の温度調整設備において、前記遠隔操作端末は、前記制御装置を介して前記冷却装置が消費している電力値を取得することを特徴とする温度調整設備。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の温度調整設備において、前記冷却装置は複数あって、前記制御装置は、前記冷却対象室が設けられた施設全体で消費されている電力値が所定値まで上昇したのを検知して、前記冷却装置を選択的に停止させることを特徴とする温度調整設備。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の温度調整設備において、前記制御装置に接続され、前記冷却対象室が設けられた施設の屋根裏空間に配置された屋根裏温度計と、前記屋根裏空間の空気を前記施設外に排出する換気扇とを更に備え、前記制御装置は、前記屋根裏温度計の計測温度が予め定められた温度以上であるのを検出して、前記換気扇を作動させることを特徴とする温度調整設備。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の温度調整設備において、前記制御装置に接続され、前記冷却対象室の室温を計測する室内温度計を更に備え、前記制御装置は、前記室内温度計の計測温度の推移を記憶し、前記遠隔操作端末は、前記制御装置から前記室内温度計の計測温度の推移の情報を取得することを特徴とする温度調整設備。

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