JP4026624B2

JP4026624B2 - ショーケース冷却装置

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Publication number: JP4026624B2
Application number: JP2004214225A
Authority: JP
Inventors: 伸一中山; 克広酒井; 修石山; 幸正橘
Original assignee: Fuji Electric Retail Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Retail Systems Co Ltd
Priority date: 1995-12-07
Filing date: 2004-07-22
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2016-09-10
Also published as: JP2004309130A

Description

この発明は、冷凍サイクルを構成するショーケースと冷凍機を総合的・合理的に制御して、商品の高鮮度管理や省エネルギー化などを実現するショーケース冷却装置に関する。

従来例について、図１５〜図１８を参照しながら説明する。図１５は従来例の構成を示すブロック図である。従来例は大別して、ショーケース群１と冷凍機６から構成される。一方のショーケース群１は、ショーケース１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，…（以下、１Ａ…と表記する）の全てが店舗内で並設されて一つのグループをなすもので、各ショーケース１Ａ…はそれぞれ、蒸発器２Ａ…、この蒸発器２Ａ…への冷媒の流れをオン・オフ制御するショーケース用コントローラ３４Ａ…、冷媒の流れをオン・オフする操作端としての図示してない電磁弁、および、ショーケースの吹き出し空気の温度を測定する温度センサ１４Ａ…を備える。ここで、ショーケース内の温度測定箇所として、空気が吹き出す箇所が選ばれた理由は、一つには格納商品の量の多寡によって影響されない箇所であること、もう一つには制御に基づく温度変化が最も先行的に現れる箇所であるから制御上好都合なことによる。他方の冷凍機６は、圧縮機９、凝縮器３１、圧縮機９の吸入冷媒圧力を測定する低圧用圧力センサ７、および、測定された圧力値とその設定値の偏差に基づき圧縮機９をオン・オフ制御する冷凍機用コントローラ１２を備える。

蒸発器２Ａ…は互いに並列接続され、この並列接続されたものに圧縮機９と凝縮器３１が直列接続されて、冷凍サイクルが構成される。各コントローラ３４Ａ…はそれぞれ、対応する温度センサ１４Ａからの温度信号とその設定値との偏差に基づいて、対応する蒸発器２Ａ…への冷媒の流れをオン・オフ制御する。冷媒は、圧縮機９から凝縮器３１を経た後に分流して各蒸発器２Ａ…に流れたり、または流れるのを阻止されてから圧縮機９に戻るように循環する。ここでは、各コントローラ３４Ａ…の制御信号を、対応する蒸発器２Ａ…の前段に入力させるように簡略的に図示し、その冷媒の流れをオン・オフ制御することを示した（詳しくは図１６参照）。

図１６は従来例の冷凍サイクルの構成を詳細に示すブロック図である。この冷凍サイクルは、冷凍機６に内蔵された圧縮機９および凝縮器３１と、各ショーケース１Ａ…に内蔵された蒸発器２Ａ…、対応する電磁弁３３Ａ…および温度膨張弁３２Ａ…とから構成される。

この冷凍サイクルの制御動作は、ショーケース１Ａ…においては、吹き出し空気温度の設定値と、温度センサ１４Ａ…（図１５参照）による測定値の偏差に基づき、コントローラ３４Ａ…を介して、蒸発器２Ａ…への冷媒の流れをオン・オフ制御することである。つまり、偏差がプラス（測定値≧設定値）のときには、電磁弁３３Ａ…を開き（オン）、また偏差がマイナス（測定値＜設定値）のときには、電磁弁３３Ａ…を閉じる（オフ）ように、蒸発器２Ａ…への冷媒の流れをオン・オフする。冷凍機６においては、図９で圧縮機９の吸入冷媒圧力の設定値と、圧力センサ７による測定値の偏差に基づき、コントローラ１２を介して、圧縮機９の運転をオン・オフ制御する。つまり、圧力測定値が設定値以上または未満のときに、圧縮機９をオンまたはオフにする。なお、オン・オフ制御であるから、ここでの設定値は実際には上限，下限の各設定値からなる。

従来のショーケース冷凍サイクルの動作について、図１７のタイムチャートを参照しながら説明する。この図において、(1) 時点１では、図示してない温度センサ１４Ａによるショーケース１Ａの吹き出し空気温度の測定値がいずれも設定値（下限）以下であるため、図示してないコントローラ３４Ａを介して、電磁弁３３Ａは閉じる（オフ）。このとき、図示してない圧力センサによる吸入冷媒の圧力の測定値が設定値（下限）以下であるため、圧縮機は停止しており、吹き出し空気温度は上昇傾向にある。(2) 時点２では、ショーケース１Ａの吹き出し空気温度が上昇して設定値（上限設定値）を超えるため、電磁弁３３Ａが開く（オン）。それと同時に、吸入冷媒の圧力の測定値が設定値（上限）以上になるため、圧縮機が運転される。その後に、ショーケース１Ｂ，１Ｃの吹き出し空気温度が順次上昇して設定値（上限）以上になるため、電磁弁３３Ｂ，３３Ｃが開く。したがって、冷凍機によってショーケース１Ａ…の冷却がおこなわれ、各吹き出し空気温度が下降する。(3) 時点３では、まずショーケース１Ａの吹き出し空気温度が設定値未満となって、電磁弁３３Ａが閉状態となり、これに続いて順次、電磁弁３３Ｂ，３３Ｃが閉状態となる。(4) 時点４で、全ての電磁弁が閉状態となり、蒸発器２Ａ…と冷凍機の間にある冷媒が冷凍機に回収される、いわゆるポンプダウン運転がおこなわれる。その結果として、(5) 時点５で、吸入冷媒の圧力の測定値が設定値（下限）以下になって、圧縮機は停止する。

圧縮機の運転・停止と、ショーケースの吹き出し空気温度の時間的変化について、それぞれ図１８(a),(b) に示す。同図(a) では、圧縮機が継続的に運転・停止（オン・オフ）され、同図(b) では、吹き出し空気温度は設定値を中心として上下に変動する。なお、上限・下限の各設定値の表示は省略した。

従来の冷凍サイクルでは、次のような問題がある。(1) 冷凍機は圧力センサの測定値に基づき、またショーケース１Ａ…は温度センサ１４Ａ…の測定値に基づき、それぞれ独立的に制御され、相互に圧力センサや温度センサの各測定値を交換して制御しているわけではない。したがって、ショーケースと冷凍機からなるショーケース冷凍サイクルを総合的・合理的に制御して、十分に効率の良い運転をおこなわせるには若干問題がある。(2) 一般に冷凍機は、夏期の所要負荷を基準として容量が選定されるため、夏期以外では冷凍機能力がショーケース負荷に比べて過大となり、一つには無駄な電力消費が起こって低効率運転となり、もう一つには圧縮機の運転・停止頻度が高くなるため、ショーケースの吹き出し空気温度のバラツキつまり変動幅が大きくなる、という問題が発生する。(3) ショーケースを設置し初期調整後に、負荷変動や環境変化などによって冷却状態が悪いものが発生したときには、そのショーケースについて吹き出し空気温度の設定値を手動で調整する必要があり、設置後の保守が面倒であった。(4) 除霜後の復帰冷却、つまりプルダウンに時間を要するため、その間に商品の鮮度が低下する恐れがあった。(5) 吹き出し空気温度に応じて対応するショーケースが運転されるから、全てのショーケースが同時に運転される、つまりショーケース群が一括運転される、ということが起こりうる。したがって、冷凍機は、夏期のピーク負荷時にショーケース群が一括運転されると想定して容量選定がなされる。その結果、選定された冷凍機が実際上、過大容量ひいては過大コストになる傾向がある。

この発明が解決しようとする課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を解消して、冷凍サイクルを構成するショーケースと冷凍機を総合的・合理的に制御し、もって商品の高鮮度管理や省エネルギー化、保守の容易化、冷凍機容量の適正化などを実現するショーケース冷却装置を提供することにある。

この発明は、吹き出し空気の温度とその設定値との偏差に基づき蒸発器への冷媒の流れを電磁弁を介してオン・オフ制御する複数台のショーケースと、これと冷凍サイクルを構成する共通な冷凍機からなるショーケース冷却装置において、各ショーケースの商品格納箇所の温度を測定する温度センサと；その測定温度に基づいて、吹き出し空気温度の設定値を補正する温度設定値補正部と；を備える、という構成である。

さらにまた、この発明は、電磁弁の所定数以上が同時にオン状態になるべきときには、1)所定数に達すべき電磁弁を、既にオン状態にある電磁弁のいずれかがオフ状態になるまでオンしないでオフ状態に止め置いたり、2)そのうちで商品格納箇所の温度がその設定値に近い順にショーケースの電磁弁をオフ状態に止め置いたり、3)そのうちで予め定めた優先順位に基づくショーケースの電磁弁をオフ状態に止め置いたり、4)そのうちで運転率の実績が低い順に電磁弁をオフ状態に止め置いたりし、それぞれ同時にオン状態にある電磁弁を所定数未満に抑える運転台数制限部を備える、という構成にするのが好ましい。

また、この発明では、温度設定値補正部によって、各ショーケースの商品格納箇所の測定温度、つまり商品の実際の冷え具合に基づいて、吹き出し空気温度の設定値を補正することができる。

また、この発明では、運転台数制限部によって、電磁弁の所定数以上が同時にオンになるべきときには、次の(1)〜(4)いずれかの方法で同時にオンする電磁弁を所定数未満に抑えることができる。
(1)所定数に達すべき電磁弁を、既にオン状態にある電磁弁のいずれかがオフ状態になるまで、オンしないでオフ状態に止め置く。
(2)同時にオン状態になるべき電磁弁のうち、商品格納箇所の温度がその設定値に近い順にショーケースの電磁弁をオフ状態に止め置く。
(3)同時にオン状態になるべき電磁弁のうち、予め定めた優先順位に基づきショーケースの電磁弁をオフ状態に止め置く。
(4)同時にオンになるべき電磁弁のうち、運転率実績が低い順に電磁弁をオフ状態に止め置く。

この発明によれば、次のような優れた効果が期待できる。
(1)各ショーケースの商品格納箇所の測定温度、つまり実際の商品の冷え具合に基づいて、吹き出し空気温度の設定値を自動的に補正することができるから、商品の鮮度管理が良くおこなわれるとともに、従来例の手動補正に比べて補正の手間が省けて保守の容易化が図れる。
(2)同時にオン状態にある電磁弁を所定数未満に抑えること、つまりショーケース群の夏期のピーク負荷時の最大消費電力を制限することができるから、それだけ冷凍機の容量を抑えて選定でき、ひいては装置費用の低減、装置の省スペース化・省エネルギー化を図ることができる。

この発明の実施の形態として、第１実施例について、図１の構成を示すブロック図を参照しながら説明する。図１において、従来と同じショーケース群１と冷凍機６の間に介在する形で、新たに両者を総合的・合理的に制御するための総合コントローラ３４を設ける。この総合コントローラ３４は、運転率演算部３と、圧力設定値演算部４と、回転数指令演算部５とからなる。

運転率演算部３は、一定時間ごとにその前の一定時間に対する各電磁弁３３Ａ…（図１６参照）のオン時間の割合である電磁弁運転率を求める。圧力設定値演算部４は、その求められた電磁弁運転率に基づいて、冷凍機６の側でインバータ８を介して運転される圧縮機９の吸入冷媒圧力に対する次の一定時間に係る設定値（更新）を求める。回転数指令演算部５は、その求められた吸入冷媒圧力の設定値と実際の圧力との偏差に基づいて、圧縮機９に対する次の一定時間に係る回転数指令（更新）を求める。

圧力設定値演算部４の技術的意味について、以下に図２〜図５を参照しながら説明する。図２は冷凍機能力・ショーケース負荷・消費電力量と（圧縮機吸入冷媒の）圧力設定値の関係図である。横軸に圧力設定値を、縦軸に冷凍機能力・ショーケース負荷・消費電力量をそれぞれとる。冷凍機能力と消費電力量は、いずれも圧力設定値の上昇とともに減少する。ここで、冷凍機能力は、周囲温度の高低に応じて（つまり周囲温度をパラメータとして）矢印方向、つまり右上・左下の各方向にシフトする。ショーケース負荷は、周囲温度・湿度の高低に応じて矢印方向、つまり上・下の各方向にシフトするものの、圧力設定値には無関係で一定である。以上から言えることは、ショーケースの冷却のための消費電力量を過不足なく有効に、つまり必要最小限にする圧力設定値は、冷凍機能力＝ショーケース負荷、の関係が成り立つときの圧力設定限界値である。

この圧力設定限界値は、冷凍機の周囲温度やショーケースの周囲温度・湿度の変化に応じて変動する。図３は、四季による各値の変化に関し、(a) は周囲温度・湿度の変化図、(b) は圧力設定値の変化図、(c) は冷凍能力・ショーケース負荷の変化図である。図３(a) のように、冷凍機は、その周囲温度が四季によって正弦曲線的に変動するが、ショーケースは、もともと空調の効いた室内に設置されるので、冷凍機と比べてその周囲温度・湿度が四季を通してほぼ一定である。同図(b) の実線ように、圧力設定値が四季に応じて前記の限界値になるように更新（変更）されると、同図(c) の実線のように、冷凍機能力は四季を通してほぼ一定になり、しかも、同じように四季を通してほぼ一定なショーケース負荷より若干高めの値をとる。なお、ショーケース負荷は、既に述べたように周囲温度・湿度に応じて（したがって、四季に応じて）変化するが、その程度が小さいから図には一定として示したわけである。これに対し、参考的に示した同図(b) の点線ように、圧力設定値が四季を通して一定であれば、同図(c) の点線のように、冷凍機能力は四季に応じて変化することになる。

したがって、図３(c) のように、消費電力量を必要最小限にする最適な圧力設定値、つまり圧力設定限界値は結論的に言うと、夏には小さく、冬には大きく、春と秋にはその中間に設定される。つまり、図２において、冷凍機能力／圧力設定値線は、冷凍機周囲温度が夏になって高くなると左下方向にシフトし、一方のショーケース負荷／圧力設定値線は、ショーケース周囲温度・湿度が四季を通してほぼ一定であるから、その交差点は左方向（圧力設定値が小さくなる方向）にシフトし、逆に冬になると、同様な理由で交差点は右方向（圧力設定値が大きくなる方向）にシフトするからである。

このように、消費電力量が必要最小限になるように圧力設定値を最適に更新するためには、各環境条件における冷凍機能力とショーケース負荷が分かればよいが、これらの数値を実際に測定するのが困難である。そこで実際には、冷凍機能力とショーケース負荷のバランスを見ながら、冷凍機能力が不足か、適当か、過剰かを判断し、これに基づいて圧力設定値を最適に更新する。しかも、冷凍機能力とショーケース負荷のバランスを、ショーケースの電磁弁の運転率に基づいて判断する。つまり、電磁弁の運転率が低いときには、ショーケース負荷に対して冷凍機能力が過剰、電磁弁の運転率が高いときには、ショーケース負荷に対して冷凍機能力が不足、電磁弁の運転率が適当なときには、ショーケース負荷に対して冷凍機能力が適当、とそれぞれ判断する。なお、電磁弁の運転率が高いか、低いか、適当かの判断は経験に基づく。これについて、次に説明する。

図５は圧力設定値の更新に係る、圧力設定値／ショーケース運転率対応図である。これは圧力設定値を更新するための経験則で、この内容が図１の圧力設定値演算部４で実施されることになる。つまり、(1) 少なくとも１台のショーケース（電磁弁）運転率が９０％以上なら冷凍機能力は不足と判断し、圧力設定値を0.01 MPa(0.1Kg/cm²) だけ下げ（更新し）て、冷凍機能力を増加させる。(2) 全てのショーケース（電磁弁）運転率が４０〜９０％なら、冷凍機能力は適当と判断し、圧力設定値をそのまま維持する。(3) ショーケース（電磁弁）運転率が全てが９０％以下で、かつ少なくとも１台が４０％以下なら、冷凍機能力は過剰と判断し、圧力設定値を0.01 MPaだけ上げ（更新し）て、冷凍機能力を減少させる。

ところで、冷凍機能力とショーケース負荷のバランスを、前記のようにショーケースの電磁弁の運転率に基づいて判断する代わりに、電磁弁が繰返しオンして冷媒の流れをオンしたときの対応するショーケースの本体内所定箇所における空気温度の平均的降下速度に基づいて判断するか、または電磁弁が繰返しオン・オフしたときの平均的オン・オフ周期に基づいて判断することも可能である。これらの別の判断方法について以下に説明する。

冷凍機能力とショーケース負荷のバランスを、ショーケースの本体内所定箇所における空気温度の平均的降下速度に基づいて判断する方式では、図６の総合コントローラ３４Ｘが用いられる。この総合コントローラ３４Ｘは、図１における総合コントローラ３４の第１の変形例で、総合コントローラ３４における電磁弁運転率演算部３に代えて温度降下速度演算部３Ｘが用いられる。この温度降下速度演算部３Ｘは、各ショーケースの電磁弁運転信号と、吹き出し空気の温度信号に基づいて、一定時間ごとにその前の一定時間に各電磁弁が繰返しオンして冷媒の流れをオンしたときの対応するショーケースの吹き出し空気の温度の平均的降下速度を求める。なお、吹き出し空気の温度信号に代えて商品格納箇所の空気温度信号について、平均的降下速度を演算するようにすることもできる。

さて、吹き出し空気の温度の平均的降下速度が大きいか小さいかによって、ショーケース負荷に対して冷凍機能力が過剰か、不足かを判断することができ、その判断は図９に示す経験則に基づいておこなわれる。図９は圧力設定値の更新に係る、圧力設定値／吹き出し空気温度の降下速度対応図で、この内容が図６の圧力設定値演算部４で実施されることになる。つまり、(1) １台でも降下速度がその下限値以下になれば、冷凍機能力は不足と判断し、圧力設定値を下げて冷凍機能力を増加させる。(2) 全てのショーケースについて、降下速度が設定範囲内であれば、冷凍機能力は適当と判断し、圧力設定値をそのまま維持する。(3) １台でも降下速度がその上限値以上になれば、冷凍機能力は過剰と判断し、圧力設定値を上げて冷凍機能力を減少させる。

冷凍機能力とショーケース負荷のバランスを、ショーケースの電磁弁が繰返しオン・オフしたときの平均的オン・オフ周期に基づいて判断する方式では、図７の総合コントローラ３４Ｙが用いられ、これは図１における総合コントローラ３４の第２の変形例であって、総合コントローラ３４における電磁弁運転率演算部３に代えてオン・オフ周期演算部３Ｙが用いられる。このオン・オフ周期演算部３Ｙは、各ショーケースの電磁弁運転信号に基づいて、一定時間ごとにその前の一定時間に各電磁弁が繰返しオン・オフしたときの平均的オン・オフ周期を求めることができる。

さて、平均的オン・オフ周期が小さいか大きいかによって、ショーケース負荷に対して冷凍機能力が過剰か、不足かを判断することができ、その判断は図１０に示す経験則に基づいておこなわれる。図１０は圧力設定値の更新に係る、圧力設定値／電磁弁のオン・オフ周期対応図で、この内容が図６の圧力設定値演算部４で実施されることになる。つまり、(1) １台でもオン・オフ周期がその上限値以上になれば、それだけ冷却に時間を要したわけであるから、冷凍機能力は不足と判断し、圧力設定値を下げて冷凍機能力を増加させる。(2) 全てのショーケースについて、オン・オフ周期が設定範囲内であれば、冷凍機能力は適当と判断し、圧力設定値をそのまま維持する。(3) １台でもオン・オフ周期がその下限値以下になれば、それだけ冷却が短時間におこなわれたわけであるから、冷凍機能力は過剰と判断し、圧力設定値を上げて冷凍機能力を減少させる。

ところで、ショーケース負荷に対して冷凍機能力が過剰か、不足かを判断するために、空気温度の降下速度でみるのと、電磁弁のオン・オフ周期でみるのとは本質的には同じことである。実際上は検出と演算の容易さが問題になるわけで、その点では電磁弁のオン・オフ周期でみる方が優れる。

以上に述べたように、圧力設定値は、圧力設定値演算部４によって演算されるわけであるが、格納商品の鮮度管理をさらに充実しておこなうためには、その初期値を格納商品がアイスクリームや精肉，鮮魚などの冷凍食品か、乳製品などの日配品か、野菜や果物などの青果物かに基づき、つまり用途に応じて、適切に定めることを併用するのが望ましい。この初期値設定によって、それぞれの最適温度まで迅速に冷却することができる。この圧力設定の初期値を定める方法について以下に説明する。

そのために、図６の総合コントローラ３４Ｚが用いられる。この総合コントローラ３４Ｚは、図１における総合コントローラ３４の第３の変形例で、総合コントローラ３４において圧力設定値演算部４の前段に初期値設定部４０を設ける。この初期値設定部４０は、全ショーケースに共通な格納商品の種類、つまり用途に基づき、たとえば格納商品の種類か用途に対応する符号キーを操作して、予め圧力設定値演算部４に対し圧力設定の初期値を定めることができる。この初期値設定に係る経験則は、図１１の圧力設定の初期値／格納商品の種類対応図に示される。図において、格納商品の種類（用途）を、冷凍・チルド（冷蔵）・氷温・精肉，鮮魚・日配品・青果の６段階に分け、圧力設定の初期値を左端の「冷凍」の最低値、たとえば 1.0 Kg/cm² ( 使用温度−18℃に対応する) から右端の「青果」の最高値、たとえば 2.5 Kg/cm²( 使用温度５〜10℃に対応する) まで順次上げるように定める。前記の６段階に対応して符号キーが設けられる。

圧縮機回転数指令演算部５の構成について、図１２の回転数指令演算部５と冷凍機６の構成を示すブロック図を参照しながら説明する。図において、回転数指令演算部５は、前段から入力される圧力設定値と、冷凍機６の圧力センサ７からの圧力測定値との偏差を求める丸印表示の偏差手段、およびＰＩＤ演算器１０からなる。圧力偏差は、ＰＩＤ演算器１０を介して圧縮機に対する回転数指令に変換され、冷凍機６の側のインバータ８を経て圧縮機９に伝達されて、その回転数を変更させる。圧縮機９の吸入冷媒圧力は、圧力センサ７を介して回転数指令演算部５の偏差手段にフィードバックされ、ここに入力圧力設定値を目標とするネガティブ・フィードバック制御回路が形成される。圧縮機回転数は、圧力設定値が高くなると平均値が下がり、圧力設定値が低くなると平均値が上がるように制御される。

以上の結果、圧縮機吸入冷媒圧力、圧縮機回転数、（ショーケースの）吹き出し空気温度は、それぞれ図４(a),(b),(c) のタイムチャートに示すようになる。図４(a) のように、圧力設定値にしたがって、圧縮機吸入冷媒圧力が変動する。それに応じて、図４(b) のように、細かく変動する圧縮機回転数の平均値は、圧力設定値が高くなると下がり、圧力設定値が低くなると上がる。ショーケース負荷と冷凍機能力が近似的に等しくなるように運転される結果、消費電力量を必要最小限にすることができる。また、圧力設定値に応じて圧縮機の回転数指令がなされて、圧縮機の運転・停止の頻度が従来例に比べて低くなる。その結果、ショーケースの吹き出し空気温度は、制御の行き過ぎ量が小さくなるため、設定値を中心とする変動幅が従来例に比べて小さく抑えられる（図４(c) と図１２(b) 参照）。第１実施例には、「発明が解決しようとする課題」(1),(2) に対する解決策が折り込まれている。

第２実施例について、その構成を示すブロック図である図１３を参照しながら説明する。この第２実施例には、第１実施例に加えて「発明が解決しようとする課題」(3),(4),(5) に対する解決策が折り込まれている。つまり、課題(3) に対し、負荷変動や環境変化などによって冷却状態が悪いショーケースが発生したときの吹き出し空気温度設定値の調整を容易化する。課題(4) に対し、除霜後の復帰冷却、つまりプルダウンに時間を短縮し、その間の商品鮮度低下を防止する。課題(5) に対し、ショーケースの同時運転台数を制限して冷凍機の選定容量が必要以上に過大にならないように合理化する。

図１３の第２実施例において、図１の第１実施例に対して追加した部分は、課題(3) の解決策としての、各ショーケースの商品格納箇所の温度を測定する温度センサ１５Ａ…と温度設定値補正部２１、課題(4) の解決策としての、モード切替器２２と高回転数指令部２３、および課題(5) の解決策としての同時運転制限部２４である。これらについて順次、以下に説明する。

温度設定値補正部２１は、各ショーケース１Ａ…の商品格納箇所の温度を、それぞれの温度センサ１５Ａ…を介して測定し、この各測定値に基づいて実際の商品の冷え具合を把握する。次に、これに応じてコントローラ３４Ａ…に対する吹き出し空気温度の設定値を自動的に補正する。この補正のための規則（経験則）を図１４に示す。

図１４において、商品格納箇所温度が、(1) 吹き出し空気温度設定値＋５℃以上の場合、(2) 同じくその設定値＋２℃以下の場合、(3) それら以外の場合、の三つに分け、それぞれの場合に応じて、吹き出し空気温度設定値を次のように補正する。(1) の場合には、初期設定値−１℃に、(2) の場合には、初期設定値＋１℃に、(3) の場合には、初期設定値のままにする。温度設定値補正部２１を用いることによって、従来の手動補正の面倒さが格段に改善される。

通常運転に対して、各ショーケースに付着した霜を除去する、いわゆる除霜運転の後には、商品の高鮮度管理のために、復帰冷却つまりプルダウンを急速におこなう運転をとる必要がある。図１３に戻り、「通常運転モード」と「除霜後の運転モード」に切り替えるためのモード切替器２２を、ショーケース群１の後段に設ける。したがって、各電磁弁の運転率信号は、モード切替器２２を介して、「通常運転モード」のときには総合コントローラ３４の側に、「除霜後の運転モード」のときには高回転数指令部２３の側に切り替えて送出される。高回転数指令部２３では、除霜運転直後には、全てのショーケースの吹き出し空気温度がそれぞれの設定値以下になるまで、または、商品格納箇所の温度がそれぞれの設定値以下になるまで、インバータ圧縮機に対して所定の高回転数を指令し、急速冷凍をすることができる。この急速冷凍によって、各ショーケースは除霜後の復帰冷却つまりプルダウンの時間短縮が実現し、その間の商品鮮度低下を防止することができる。

同時運転台数制限部２４は、モード切替器２２と総合コントローラ３４の間に設けられ、電磁弁３３Ａ…（つまりショーケース１Ａ…）の全部が同時にオン状態になることを制限する。その目的は既に述べたように、冷凍機の容量が夏期のピーク負荷時にショーケース群が一括運転されると想定して選定される結果、選定された冷凍機が実際上、過大容量・過大コストになるためである。ここでは、電磁弁の全てが同時にオン状態になるのを制限するとしたが、一般には、電磁弁の所定数以上が同時にオン状態になるのを制限するのが広い対策となる。同時運転台数制限部２４は、次の1)〜4)のいずれかの動作をとるように構成される。すなわち、電磁弁の全てが同時にオン状態になるべきときには、1)全数に達すべき一つ前の電磁弁を、既にオン状態にある電磁弁のいずれかがオフ状態になるまでオンしないでオフ状態に止め置いたり、2)商品格納箇所の温度がその設定値に近い、つまり比較的よく冷えているショーケースの電磁弁をオフ状態に止め置いたり、3)予め定めた優先順位に基づく、つまり格納商品の重要度を考慮してショーケースの電磁弁をオフ状態に止め置いたり、4)運転率実績が低い、つまり商品の冷え具合が比較的よく過去にショーケースの冷却運転時間が少なかった電磁弁をオフ状態に止め置いたりする。こうして、同時に全部の電磁弁（ショーケース）がオン状態にならないように抑えることができる。ここで、同時運転台数制限部２４は、発明における運転台数制限部に相当する。

この発明に係る第１実施例の構成を示すブロック図冷凍機能力・ショーケース負荷・消費電力量と圧力設定値の関係図四季による各値の変化に関し、(a) は周囲温度・湿度の変化図、(b) は圧力設定値の変化図、(c) は冷凍能力・ショーケース負荷の変化図各値の時間的変化に関し、(a) は圧縮機吸入冷媒圧力のタイムチャート、(b) は圧縮機回転数のタイムチャート、(c) は吹き出し空気温度のタイムチャート圧力設定値の更新に係る、圧力設定値／ショーケース運転率対応図総合コントローラの第１の変形例を示すブロック図総合コントローラの第２の変形例を示すブロック図総合コントローラの第３の変形例を示すブロック図圧力設定値の更新に係る、圧力設定値／吹き出し空気温度の降下速度対応図圧力設定値の更新に係る、圧力設定値／電磁弁のオン・オフ周期対応図圧力設定の初期値／格納商品の種類対応図圧縮機回転数指令演算部と冷凍機の構成を示すブロック図第２実施例の構成を示すブロック図吹き出し空気温度設定値の補正に係る、吹き出し空気温度設定値／商品格納箇所温度の対応図従来例の構成を示すブロック図従来例の冷凍サイクルの構成を詳細に示すブロック図従来例の冷凍サイクルの動作を示すタイムチャート従来例の各値の時間的変化に関し、(a) は圧縮機の起動・停止のタイムチャート、(b) は吹き出し空気温度のタイムチャート

符号の説明

１ショーケース群
１Ａ，１Ｂ，１Ｃショーケース
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ蒸発器
３運転率演算部
３Ｘ温度降下速度演算部
３Ｙオン・オフ周期演算部
４圧力設定値演算部
５回転数指令演算部
６冷凍機
７圧力センサ
８インバータ
９圧縮機
１０ＰＩＤ演算器
１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ温度センサ（吹き出し空気）
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ温度センサ（商品格納箇所）
２１温度設定値補正部
２２モード切替器
２３高回転数指令部
２４同時運転台数制限部
３１凝縮器
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ温度膨張弁
３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ電磁弁
３４，３４Ｘ，３４Ｙ，３４Ｚ総合コントローラ
３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃコントローラ（ショーケース個別）
４０初期値設定部

Claims

吹き出し空気の温度とその設定値との偏差に基づき蒸発器への冷媒の流れを電磁弁を介してオン・オフ制御する複数台のショーケースと、これと冷凍サイクルを構成する共通な冷凍機とからなるショーケース冷却装置において、各ショーケースの商品格納箇所の温度を測定する温度センサと、その測定温度に基づいて、吹き出し空気温度の設定値を補正する温度設定値補正部と、電磁弁の所定数以上が同時にオン状態になるべきときには、所定数に達すべき電磁弁を、既にオン状態にある電磁弁のいずれかがオフ状態になるまでオンしないでオフ状態に止め置き、同時にオン状態にある電磁弁を所定数未満に抑える運転台数制限部とを備えることを特徴とするショーケース冷却装置。
吹き出し空気の温度とその設定値との偏差に基づき蒸発器への冷媒の流れを電磁弁を介してオン・オフ制御する複数台のショーケースと、これと冷凍サイクルを構成する共通な冷凍機とからなるショーケース冷却装置において、各ショーケースの商品格納箇所の温度を測定する温度センサと、その測定温度に基づいて、吹き出し空気温度の設定値を補正する温度設定値補正部と、電磁弁の所定数以上が同時にオン状態になるべきときには、その内で商品格納箇所の温度がその設定値に近い順にショーケースの電磁弁をオフ状態に止め置き、同時にオン状態にある電磁弁を所定数未満に抑える運転台数制限部とを備えることを特徴とするショーケース冷却装置。
吹き出し空気の温度とその設定値との偏差に基づき蒸発器への冷媒の流れを電磁弁を介してオン・オフ制御する複数台のショーケースと、これと冷凍サイクルを構成する共通な冷凍機とからなるショーケース冷却装置において、各ショーケースの商品格納箇所の温度を測定する温度センサと、その測定温度に基づいて、吹き出し空気温度の設定値を補正する温度設定値補正部と、電磁弁の所定数以上が同時にオン状態になるべきときには、その内で予め定めた優先順位に基づくショーケースの電磁弁をオフ状態に止め置き、同時にオン状態にある電磁弁を所定数未満に抑える運転台数制限部とを備えることを特徴とするショーケース冷却装置。
吹き出し空気の温度とその設定値との偏差に基づき蒸発器への冷媒の流れを電磁弁を介してオン・オフ制御する複数台のショーケースと、これと冷凍サイクルを構成する共通な冷凍機とからなるショーケース冷却装置において、各ショーケースの商品格納箇所の温度を測定する温度センサと、その測定温度に基づいて、吹き出し空気温度の設定値を補正する温度設定値補正部と、電磁弁の所定数以上が同時にオン状態になるべきときには、その内で運転率の実績が低い順に電磁弁をオフ状態に止め置き、同時にオン状態にある電磁弁を所定数未満に抑える運転台数制限部とを備えることを特徴とするショーケース冷却装置。