JP4474800B2 - 冷凍装置、及び冷凍システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍装置、及び複数のユニットと冷凍装置からなる冷凍システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般的な冷凍システムは、圧縮機を含むいわゆる冷凍装置と、庫内を冷却する蒸発器を含むいわゆるショーケースまたはユニットクーラーと呼ばれるユニットを市場で個別に購入し、顧客先でこれらを冷媒配管接続することで作成される場合が多い。
この場合、冷凍装置とユニット等は、個別に設計・生産され、また製造する会社も異なることから、省エネ要求が高まっている昨今では、冷凍装置とユニットの連係運転をどのように実現するかが非常に大きな問題となっている。
【0003】
この連係運転の方法として、例えば、特開平9−217974号公報では、運転率演算部が、一定時間ごとにその前の一定時間に対する各電磁弁のオン時間の割合である電磁弁運転率を求め、圧力設定値演算部は、その求められた電磁弁運転率に基づいて、冷凍機の側でインバータを介して運転される圧縮機の吸入冷媒圧力に対する次の一定時間に係る設定値を求め、回転数指令演算部は、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、圧縮機に対する次の一定時間に係る回転数指令を求める方法が提供されている。
【0004】
また、特開平10−047802号公報では、ショーケースの適所に温度センサを備え、温度センサの検出値が設定温度を超えると電磁弁が開き、設定温度を下回ると電磁弁を閉じる制御を行なうことにより、ショーケース内の設定温度を維持し、さらに電流検出部で、電磁弁のソレノイドに供給される電流値から電磁弁のオン数を検出、ガス圧検出部で冷凍機における入力側のガス圧を検出、このオン数とガス圧と、演算部に記憶された比較データとを比較し、該当する比較データを冷凍機制御部に送り、冷凍機制御部では冷凍機の容量の調整を行なう方法が提供されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の様な方法では、例えば、冷凍商品を収納するショーケースや飲料等の冷蔵物を収納するショーケース等、設定される目標庫内温度が異なる複数のショーケースを接続した場合、目標庫内温度の低いショーケースの電磁弁が閉じてしまうと圧縮機の回転率が低くなり、さらに、設定する回転率の下限がないので、あまり低くしすぎると低いショーケースの実際の庫内温度よりも流れる冷媒の温度が高くなり、ショーケースの蒸発器が凝縮器となってショーケース内の冷熱を奪いながら冷媒を凝縮、蒸発器内に寝込ませてしまう可能性があるという問題があった。
【0006】
また、電磁弁の開度等の情報が得られないショーケースが混在接続された場合には、そのショーケースを無視して制御を継続させるか、初期値としての低い値で動作させるしかないが、無視した制御では、そのショーケースの最適な状態にできず、低い値とした場合には、エネルギー効率が悪くなるという問題があった。
【0007】
また、電磁弁が常時開いている場合に、冷凍能力がバランスしているのか、冷凍能力が不足気味でショーケース庫内温度がなかなか低下しないのか、判断がつかないという問題があった。なお、この場合、直接ショーケース内の温度計を見て判断するか、あるいは、外気・時刻等の他の運転状態から必要冷凍能力であるか否かの判断はできるが、手間取るという問題がある。
【0008】
また、圧縮機モータを誘電電動機で構成した場合、低速度運転を実施するとモータ効率が低下してしまい、却ってエネルギー効率を悪くさせることになってしまうという問題があった。
【0009】
この発明は上述の問題を解決するためになされたものであり、複数接続されたユニットの各目標庫内温度および実際の庫内温度の少なくとも一方の値に基づき、省エネを考慮した、冷凍システム全体の最適な制御をすることができる冷凍装置を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明における冷凍装置は、ユニットに設定された目標庫内温度を検知し、最低の目標庫内温度を記憶する最低目標庫内温度記憶手段と、最低の目標庫内温度に基づいて目標温度を生成する目標温度生成手段と、目標温度と圧縮機に吸い込まれる冷媒の飽和温度とに基づいて圧縮機の容量を決定し、その容量により圧縮機を制御する制御手段とを有するものとした。
【0011】
さらに、制御手段は、目標温度が圧縮機に吸い込まれる冷媒の飽和温度より大きい場合には、圧縮機の容量を減少させ、目標温度が圧縮機に吸い込まれる冷媒の飽和温度より小さい場合には、圧縮機の容量を増加させるものとした。
【0012】
さらに、目標温度は、最低の目標庫内温度から予め定められた所定温度を引いた値とした。
【0013】
さらに、最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度を記憶する最低目標庫内温度ユニット庫内温度記憶手段を有し、目標温度生成手段は最低の目標庫内温度と最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度に基づいて目標温度を生成するものとした。
【0014】
さらに、目標温度は、
最低の目標庫内温度−予め定められた所定温度−(最低の目標庫内温度−最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度)×パラメータ値
で与えられ、
パラメータ値は予め定められた整数とした。
【0015】
さらに、最低の目標庫内温度が設定されたユニットの一定時間前の庫内温度を記憶する最低目標庫内温度ユニット庫内温度蓄積手段を有し、目標温度生成手段は最低の目標庫内温度と最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度と最低の目標庫内温度が設定されたユニットの一定時間前の庫内温度とに基づいて目標温度を生成するものとした。
【0016】
さらに、目標温度は、
最低の目標庫内温度−予め定められた所定温度−(最低の目標庫内温度−最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度)×(予め定められた変動温度−最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度+最低の目標庫内温度が設定されたユニットの一定時間前の庫内温度)で与えられ、
予め定められた変動温度は正の数であり、かつ(予め定められた変動温度−最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度+最低の目標庫内温度が設定されたユニットの一定時間前の庫内温度)は0以上であるものとした。
【0017】
さらに、最低の目標庫内温度が設定されたユニットの連続運転時間を計算する最低目標温度連続運転時間計時手段を有し、目標温度生成手段は最低の目標庫内温度と最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度と最低の目標庫内温度が設定されたユニットの連続運転時間とに基づいて目標温度を生成するものとした。
【0018】
さらに、目標温度は、
最低の目標庫内温度−予め定められた所定温度−(最低の目標庫内温度−最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度)×パラメータ値で与えられ、
パラメータ値は、連続運転時間が予め定めた所定時間を超える場合には1、そうでない場合には(連続運転時間/所定時間)とした。
【0019】
さらに、外気の温度を検出する外気温度検知手段を有し、目標温度生成手段は最低の目標庫内温度と前記最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度と外気温度とに基づいて目標温度を生成するものとした。
【0020】
さらに、目標温度は、
最低の目標庫内温度−予め定められた所定温度−(最低の目標庫内温度−最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度)×パラメータ値で与えられ、
パラメータ値は、外気温度が予め定めた所定外気温度を超える場合には1、そうでない場合には(外気温度/所定外気温度)とした。
【0021】
さらに、内部に時計を備えた計時手段を有し、目標温度生成手段は最低の目標庫内温度と最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度と計時手段で得られた時刻とに基づいて目標温度を生成するものとした。
【0022】
さらに、目標温度は、
最低の目標庫内温度−予め定められた所定温度−(最低の目標庫内温度−最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度)×パラメータ値で与えられ、
パラメータ値は、昼間の一定時間帯と、他の一定時間帯とで異なるものとした。
【0023】
さらに、目標温度生成手段は、ユニットに設定された目標庫内温度を検知できない場合には、目標温度を予め定めた第2の所定温度下げるものとした。
【0024】
さらに、圧縮機の駆動モータは誘導電動機であり、制御手段は圧縮機の容量が予め定められた所定容量を下回る時間を計算し、この時間が所定時間を超える場合には、所定容量で圧縮機を制御するものとした。
【0025】
また、この発明における冷凍システムは、蒸発器を持つ複数のユニットと、上述の冷凍装置と、ユニットと冷凍装置とを接続冷媒配管とを有するものとした。
【0026】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1における冷凍システムの構成図である。
図1中、冷凍システムは、冷凍装置1と、複数のユニット2と、冷凍装置1とユニット2とを接続する冷媒配管3とで主に構成されている。
ユニット2は、冷媒配管3に接続された絞り装置10と、この絞り装置に配管接続された蒸発器20と、ユニット制御装置30と、ユニット2内の庫内温度を検出する温度センサー40とを有している。
また、冷凍装置1は、凝縮器50と、圧縮機60と、この圧縮機60へ吸入される直前の冷媒の圧力を検出する圧力センサー70と、冷凍装置制御装置80とを有している。
なお、ユニット制御装置30と冷凍装置制御装置80とは、伝送線4で接続され、相互に情報の送受信を行なっている。
【0027】
次に、ユニット制御装置30、及び冷凍装置制御装置80の詳細構成について、図2に基づき説明する。
図2中、ユニット制御装置30は、温度センサー40に接続され、庫内温度を検知する庫内温度検知手段31と、使用者がユニット内の温度を設定するための目標庫内温度設定手段32と、庫内温度検知手段31で検知された温度と目標庫内温度設定手段32で設定された温度とから絞り装置の絞り量を計算し、さらに、この温度情報に基づいて伝送データを生成する第1の制御手段33と、この第1の制御手段33で計算された絞り量に基づき、絞り装置10の絞り量を制御する絞り制御手段34と、第1の制御手段33で生成された伝送データを伝送する第1の伝送手段35とを有している。
なお、第1の制御手段33での伝送データの生成は、定期的に、かつ、その時の最新の温度情報に基づき行われ、第1の伝送手段35を介して送られている。
【0028】
また、冷凍装置制御装置80は、第1の伝送手段35から送られた伝送データを受信する第2の伝送手段81と、複数のユニット毎の伝送データの中から、一番低い目標庫内温度を選択して記憶する最低目標庫内温度記憶手段82と、一番低い目標庫内温度のユニットを記憶する最低目標庫内温度ユニット記憶手段83と、最低目標庫内温度記憶手段82に記憶された情報に基づいて目標庫内温度を計算する目標温度生成手段84と、計算された目標温度を記憶する目標温度記憶手段85と、圧力センサー70に接続され、圧縮機60に吸入される冷媒の飽和温度である低圧飽和温度を検知する低圧飽和温度検知手段86と、目標温度とこの低圧飽和温度とに基づいて圧縮機の回転率等の容量を計算する第2の制御手段87と、計算された容量に基づいて圧縮機60を制御する容量制御手段88とを有している。
【0029】
次に、冷凍装置制御装置80での容量制御の動作について、図3、および図4に基づき説明する。
図3は、容量制御の全体の流れを示す容量制御フローチャートであり、まず、これにより容量制御の動作につき説明する。
まず、目標温度生成手段84で、目標温度の生成を行なう(ステップ(以下、「S」とする)1)。なお、起動直後は、目標温度は予め定めた既定値とする。
この目標温度は、目標温度記憶手段85に記憶させられると共に、第2の制御手段87に取り込まれる(S2)。
次に、第2の制御手段87は、低圧飽和温度検知手段86から低圧飽和温度を取り込み(S3)、この目標温度が低圧飽和温度以上であるか否かの判定を行ない(S4)、目標温度が低圧飽和温度以上と判定した場合には、圧縮機の容量制御量をΔ減少させ(S5)、逆に、目標温度が低圧飽和温度未満と判定した場合には、圧縮機の容量制御量をΔ増加させる(S6)。
次に、この容量制御量が第2の制御手段87から容量制御手段88に送られ、容量制御手段88は圧縮機60の動作制御を行なう。
なお、S1以降の動作は、一定時間待った(S6)後に、再度行なわれることになる。
【0030】
次に、S1での目標温度生成手段の詳細動作について、図4のフローチャートに基づいて説明する。
目標温度生成手段84では、最低目標庫内温度記憶手段82より最低目標庫内温度を取り込む(S100)。
次に、以下の計算式(1)で目標温度を計算する(S101)。
目標温度=最低目標庫内温度−所定温度 …式(1)
ここで、所定温度とは、蒸発器から圧縮機低圧入り口までの圧力損失相当分である。
なお、このような目標温度では、最低目標庫内温度のユニット内に配置された蒸発器を流れる冷媒の温度は最低目標庫内温度に近いものとなり、急激な冷却をすることはできないが、これは冷凍装置に設定できる最高の目標温度であり、省エネ運転の基本となるものである。
【0031】
このように、最低目標庫内温度から圧力損失分を減算した温度を目標温度とし、この目標温度が低圧飽和温度以上の場合には圧縮機の容量を増やし、未満の場合には圧縮機の容量を減らす制御を行なうので、各ユニットにある蒸発器の出口付近の冷媒温度を最低目標庫内温度付近に調整でき、ユニット内の冷媒が庫内から熱を奪って凝縮し、蒸発器内に寝込むような現象の発生を防止できる。
【0032】
また、この実施の形態では、ユニット制御装置30から伝送データを受け取り、最低目標庫内温度記憶手段82に最低目標庫内温度を記憶させるタイミングと、目標温度を生成するタイミングの同期をとってはいないが、同期させたてもよく、同期させても同様の効果を得ることができる。
【0033】
実施の形態2.
図5は、この発明の実施の形態2における冷凍システムの冷凍装置制御装置を示す構成図であり、図2に示す冷凍装置制御装置において、現在のユニット内の温度も記憶させ、この温度も考慮して目標温度を生成するようにしたものである。なお、図5中、図2と同一の構成、及び相当する構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【0034】
図5中、89は最低目標庫内温度ユニット庫内温度記憶手段であり、複数のユニットから送られた各伝送データのうち、最低の目標庫内温度が設定されたユニットの伝送データ中にある庫内温度検知手段31で検知された庫内温度が記憶される。
【0035】
次に、目標温度生成手段84で目標温度を計算する動作について、図6のフローチャートに基づいて説明する。
まず、最低目標庫内温度記憶手段82より最低目標庫内温度を取り込み(S100)、最低目標庫内温度ユニット庫内温度記憶手段89より最低目標庫内温度ユニット庫内温度を取り込む(S102)。
次に、以下の計算式(2)で目標温度を計算する(S103)。
目標温度=(最低目標庫内温度−所定温度)−(最低目標庫内温度ユニット庫内温度−最低目標庫内温度)*A …式(2)
なお、Aは正の数値であり、2または3が最適である。
また、目標温度が設定された後は、図3のフローチャートに従った動作を行なう。
【0036】
このようにすることにより、最低目標庫内温度ユニットの目標庫内温度と実際の庫内温度の差が大きい時ほど、最低目標庫内温度ユニット内の蒸発器に低い温度の冷媒を流すことができ、最低目標庫内温度ユニットの冷却を早く行なうことができるとともに、省エネも行なえるようになる。
【0037】
実施の形態3.
図7は、この発明の実施の形態3における冷凍システムの冷凍装置制御装置を示す構成図であり、図5に示す冷凍装置制御装置において、現在のユニット内の温度を一定期間蓄積し、一定期間の変化幅をも考慮して目標温度を生成するようにしたものである。なお、図7中、図5と同一な構成、及び相当する構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【0038】
図7中、90は最低目標庫内温度ユニット庫内温度蓄積手段であり、最低目標庫内温度ユニット庫内温度記憶手段89に新しいデータを記憶するタイミングで、過去の最低目標庫内温度ユニット庫内温度を蓄積させる。なお、最低目標庫内温度ユニット庫内温度蓄積手段90には、一定期間T秒の間の最低目標庫内温度ユニット庫内温度のみが蓄積され、それより古いものは順次破棄されていく。
【0039】
次に、目標温度生成手段84で目標温度を計算する動作について、図8のフローチャートに基づいて説明する。
まず、最低目標庫内温度記憶手段82より最低目標庫内温度を取り込み(S100)、最低目標庫内温度ユニット庫内温度記憶手段89より最低目標庫内温度ユニット庫内温度を取り込み(S102)、最低目標庫内温度ユニット庫内温度蓄積手段90よりT秒前の最低目標庫内温度ユニット庫内温度を取り込む(S104)。
次に、以下の計算式(4)で、T秒間での最低目標庫内温度ユニットの庫内温度の変化幅Bを求める(S105)。
B=最低目標庫内温度ユニット庫内温度 − T秒前の最低目標庫内温度ユニット庫内温度 …式(3)
次に、この変化幅Bが、予め定めた最大変化幅:−Bmax(Bmaxは正の数)以上か否かを判定し(S106)、Bが−Bmaxよりも小さいと判定した時は、B=−Bmaxに設定する(S107)。
また、Bが−Bmax以上の場合には、Bが0以下であるか否かを判定し(S108)、0を超えると判定された場合には、B=0に設定する(S109)。
S108でBが0以下と判定された場合、およびS107、S109の次に、以下の計算式(4)で目標温度を計算する(S110)。
目標温度=(最低目標庫内温度−所定温度)−(最低目標庫内温度ユニット庫内温度−最低目標庫内温度)*(Bmax+B) …式(4)
なお、目標温度が設定された後は、図3のフローチャートに従った動作を行なう。
【0040】
このように、一定時間前との変化幅を考慮し、変化幅が比較的大きい場合、すなわち庫内温度の変化が早い場合には冷却能力過剰として冷却能力を絞る方向(目標温度上昇)に制御し、変化幅が比較的小さい場合、すなわち庫内温度の変化が遅い場合には冷却能力不足として冷却能力を増大する方向(目標温度低下)に制御することができるので、冷却能力の必要度合いに応じて冷凍装置の運転条件を変化し、省エネおよび庫内温度の早期安定を実現することができる。
【0041】
実施の形態4.
図9は、この発明の実施の形態4における冷凍システムの冷凍装置制御装置を示す構成図であり、図5に示す冷凍装置制御装置において、現在のユニット内の動作・停止を検知し、目標温度の設定に、運転時間を考慮するようにしたものである。なお、図9中、図5と同一の構成、及び相当する構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
なお、この実施の形態では、ユニット内の第1の制御手段は、目標庫内温度情報、現在の庫内温度情報のみならず、このユニットが動いているか、すなわち、絞りが動作しているか否かの情報をも加えて伝送データを生成することになる。
【0042】
図9中、91は最低目標庫内温度ユニット発停状態記憶手段であり、伝送データから取り出された最低目標庫内温度ユニットの動作・停止情報を記憶している。92は、最低目標庫内温度ユニット連続運転時間計時・記憶手段であり、最低目標庫内温度ユニット発停状態記憶手段91に新たに情報が記憶されたタイミングで、動作中か停止中かを判断し、動作中の場合には、伝送データ受信間隔時間を累積することで、最低目標庫内温度ユニット連続運転時間を計時し、記憶している。
【0043】
次に、目標温度生成手段84で目標温度を計算する動作について、図10のフローチャートに基づいて説明する。
まず、最低目標庫内温度記憶手段82より最低目標庫内温度を取り込み(S100)、最低目標庫内温度ユニット庫内温度記憶手段89より最低目標庫内温度ユニット庫内温度を取り込み(S102)、最低目標庫内温度ユニット連続運転時間計時・記憶手段92より最低目標庫内温度ユニット連続運転時間を取り込む(S111)。
次に、この最低目標庫内温度ユニット連続運転時間が予め定めた所定時間以上か否かを判定し(S112)、以上の場合には、パラメータCに1を設定し(S113)、未満の場合には、パラメータCに(最低目標庫内温度ユニット連続運転時間/所定時間)を設定する(S114)。
次に、以下の計算式(5)で目標温度を計算する(S115)。
目標温度=(最低目標庫内温度−所定温度)−(最低目標庫内温度ユニット庫内温度−最低目標庫内温度)*C …式(5)
なお、目標温度が設定された後は、図3のフローチャートに従った動作を行なう。
このように、冷却運転の連続時間が長い場合に冷却能力不足として冷却能力を増大する方向(目標温度低下)に制御するので、庫内温度の早期安定を実現できる。
【0044】
実施の形態5.
図11は、この発明の実施の形態5における冷凍システムの冷凍装置制御装置を示す構成図であり、図5に示す冷凍装置制御装置において、外気温度を検出し、目標温度の設定に、外気温度をも考慮するようにしたものである。なお、図11中、図5と同一な構成、及び相当する構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【0045】
図11中、93は外気温度検出手段であり、外気温度センサー5に接続されている。
次に、目標温度生成手段84で目標温度を計算する動作について、図12のフローチャートに基づいて説明する。
まず、最低目標庫内温度記憶手段82より最低目標庫内温度を取り込み(S100)、最低目標庫内温度ユニット庫内温度記憶手段89より最低目標庫内温度ユニット庫内温度を取り込み(S102)、外気温度検出手段93より外気温度を取り込む(S116)。
次に、この外気温度が予め定めた所定外気温度以下か否かを判定し(S117)、所定外気温度以下の場合には、パラメータDに1を設定し(S118)、所定外気温度を超える場合には、パラメータDに(外気温度/所定外気温度)を設定する(S119)。
次に、以下の計算式(6)で目標温度を計算する(S120)。
目標温度=(最低目標庫内温度−所定温度)−(最低目標庫内温度ユニット庫内温度−最低目標庫内温度)*D …式(6)
なお、目標温度が設定された後は、図3のフローチャートに従った動作を行なう。
このように、冷却運転時の外気温度が高い場合には、ユニット内にも熱が伝わるが、冷却能力を増大する方向(目標温度低下)に制御されるので、庫内温度の早期安定を実現できる。
【0046】
実施の形態6.
図13は、この発明の実施の形態6における冷凍システムの冷凍装置制御装置を示す構成図であり、図5に示す冷凍装置制御装置において、現在の時刻を検出し、目標温度の設定に、その時刻をも考慮するようにしたものである。なお、図13中、図5と同一な構成、及び相当する構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【0047】
図13中、94は、通常の時計を内部に有する計時手段である。
次に、目標温度生成手段84で目標温度を計算する動作について、図14のフローチャートに基づいて説明する。
まず、最低目標庫内温度記憶手段82より最低目標庫内温度を取り込み(S100)、最低目標庫内温度ユニット庫内温度記憶手段89より最低目標庫内温度ユニット庫内温度を取り込み(S102)、計時手段94より時刻データを取り込む(S121)。
次に、取り込んだ時刻が10:00から15:00の範囲にあるか否かを判定し(S122)、この範囲にある場合には、パラメータEに第1の所定値を設定し(S123)、この範囲にない場合には、パラメータEに第2の所定値を設定する(S124)。なお、第1の所定値と第2の所定値との間には、以下の式(7)に示す関係がある。
第1の所定値>第2の所定値>0 …式(7)
次に、以下の計算式(8)で目標温度を計算する(S125)。
目標温度=(最低目標庫内温度−所定温度)−(最低目標庫内温度ユニット庫内温度−最低目標庫内温度)*E …式(8)
なお、目標温度が設定された後は、図3のフローチャートに従った動作を行なう。
このようにすることで、外気温度が高いと予想される昼間の特定時間帯の冷却能力を増大することができ、庫内温度の早期安定を実現することができる。
【0048】
実施の形態7.
図15は、この発明の実施の形態7における冷凍システムの冷凍装置制御装置を示す構成図であり、図5に示す冷凍装置制御装置において、最低目標庫内温度ショーケースの伝送手段が破壊された場合でも、目標温度が設定できるようにしたものである。なお、図15中、図5と同一な構成、及び相当する構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【0049】
図15中、95は、第2の所定温度記憶手段である。
次に、目標温度生成手段84で目標温度を計算する動作について、図16のフローチャートに基づいて説明する。
まず、冷凍装置制御装置80と最低目標庫内温度のユニットとのデータ伝送が正常に行われているか否かの判定を行なう(S126)。なお、この判定は、該当するユニットからの定期的な伝送データ送信が途絶えたことで検知できる。
また、S126で、正常と判定された場合には、S100からS103を実行し、目標温度を設定し、異常と判定された場合には、以下の計算式(9)により目標温度を計算する(S127)
目標温度=(最低目標庫内温度−所定温度)−第2の所定温度 …式(9)
なお、目標温度が設定された後は、図3のフローチャートに従った動作を行なう。
なおここで、第2の所定値を減算するのは、異常状態のようなシステムの信頼性が低い状態では、省エネよりも十分な冷却を優先する必要があるからである。
このように、伝送手段が壊れた場合には、省エネ運転は不能となるが、最低目標庫内温度ユニットの十分な冷却を確保することができる。
【0050】
実施の形態8.
実施の形態1から実施の形態7に示した目標温度の生成方法を、適時組み合わせて、例えば、目標温度生成手段84で、外気温度を考慮した目標温度と、最低目標庫内温度ユニット連続運転時間を考慮した目標温度とを求め、低い方を目標温度とする等の操作を行なっても当然によい。
【0051】
実施の形態9.
図17は、この発明の実施の形態9における冷凍システムの冷凍装置制御装置を示す構成図であり、図5に示す冷凍装置制御装置において、圧縮機が所定値以下での制御量で動作する時間が一定期間を越えた場合には、強制的に制御量を設定するようにしたものである。なお、図17中、図5と同一な構成、及び相当する構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【0052】
図17中、96は所定制御量期間計時手段であり、所定制御量以下である制御量で連続動作する時間を計算している。97は、第3の制御手段であり、所定制御量期間計時手段96の通報に基づき、容量制御手段88の容量を強制的に所定制御量に変更する。
【0053】
次に、容量制御の動作について、図18のフローチャートに基づいて説明する。
まず、S1で、図6に示すフローチャートに基づく目標温度を生成する。
次に、S2からS5までの行い、第2の制御手段で容量制御量を計算する。
次に、所定制御量期間計算手段96で、第2の制御手段で演算された容量制御量が所定制御量以下であるか否かを判定し(S9)、所定制御量を超える場合には連続時間を0に設定する(S10)。
また、S9で、容量制御量が所定制御量以下の場合には、連続時間にΔt(S8で待つ時間)を加え(S11)、この連続時間が所定時間を超えるか否かを判定し(S12)、超える場合には、容量制御手段88への接続経路が第2の制御手段87から第3の制御手段97に切り替わり、所定制御量を容量制御量とする(S13)。ここで、この所定制御量とは、圧縮機のモータ効率が最適となるように定められた値である。
次に、容量制御量が第2の制御手段、又は第3の制御手段から容量制御手段に送られ、圧縮機の動作が制御される(S7)。
【0054】
このようにすることで、圧縮機の駆動モータが誘導電動機である場合にエネルギー効率の悪い低速度運転が長期間連続して行われることを防止できる。
【0055】
なお、S1での目標温度の生成として、図6のフローチャートで示す方法のみならず、図8、図10、図12、図14、図16のフローチャートで示す方法を用いても当然によい。
このようにすることで、圧縮機の駆動モータが誘導機である場合に制御量=回転速度を低下した場合にモータ効率が低下することに対して、本来の省エネ制御に反することから、冷凍能力を増加する方向に制御して各蒸発器の庫内温度を早期に低下させ、圧縮機の運転停止を促進することで対応できる。
【0056】
【発明の効果】
この発明では、最低の目標庫内温度に基づいて目標温度を生成し、この目標温度と圧縮機に吸い込まれる冷媒の飽和温度とに基づいて圧縮機の容量を決定し、この容量により圧縮機を制御するので、ユニット内の冷媒が庫内から熱を奪って凝縮し、蒸発器内に寝込むような現象の発生を防止できる。
【0057】
さらに、目標温度が圧縮機に吸い込まれる冷媒の飽和温度より大きい場合には、圧縮機の容量を減少させ、目標温度が圧縮機に吸い込まれる冷媒の飽和温度より小さい場合には、圧縮機の容量を増加させるので、適正な容量制御が可能となる。
【0058】
さらに、目標温度は、最低の目標庫内温度から予め定められた所定温度を引いた値としたので、省エネ効率を上げることができる。
【0059】
さらに、最低の目標庫内温度と最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度に基づいて目標温度を生成するようにしたので、省エネが図れるとともに、最低の目標庫内温度が設定されたユニットの冷却を早めることができる。
【0060】
さらに、最低の目標庫内温度と最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度と最低の目標庫内温度が設定されたユニットの一定時間前の庫内温度とに基づいて目標温度を生成するようにしたので、冷却能力の必要度合いに応じて運転条件を変化でき、省エネを図れるとともに庫内温度の早期安定も実現できる。
【0061】
さらに、最低の目標庫内温度と最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度と最低の目標庫内温度が設定されたユニットの連続運転時間とに基づいて目標温度を生成するようにしたので、冷却運転の連続時間が長い場合には冷却能力不足として冷却能力を増大でき、庫内温度の早期安定を実現できる。
【0062】
さらに、最低の目標庫内温度と最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度と外気温度とに基づいて目標温度を生成するようにしたので、外気温度の影響を考慮した運転を行なうことができる。
【0063】
さらに、最低の目標庫内温度と最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度と計時手段で得られた時刻とに基づいて目標温度を生成するようにしたので、外気温度が高い昼間に容量を増大でき、外気温度の影響を考慮した運転を簡単に実現できる。
【0064】
さらに、ユニットに設定された目標庫内温度を検出できない場合には、目標温度を予め定めた第2の所定温度下げるようにしたので、故障時にもある程度の対応が可能となる。
【0065】
さらに、圧縮機の駆動モータは誘導電動機であり、圧縮機の容量が予め定められた所定容量を下回る時間を計算し、この時間が所定時間を超える場合には、所定容量で圧縮機を制御するようにしたので、エネルギー効率の悪い低速度運転が長時間行われることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態1における冷凍システムの構成図である。
【図2】 実施の形態1における冷凍装置制御装置の構成図である。
【図3】 実施の形態1における容量制御の流れを示す容量制御フローチャートである。
【図4】 実施の形態1における目標温度生成手段での動作を示すフローチャートである。
【図5】 実施の形態2における冷凍装置制御装置の構成図である。
【図6】 実施の形態2における目標温度生成手段での動作を示すフローチャートである。
【図7】 実施の形態3における冷凍装置制御装置の構成図である。
【図8】 実施の形態3における目標温度生成手段での動作を示すフローチャートである。
【図9】 実施の形態4における冷凍装置制御装置の構成図である。
【図10】 実施の形態4における目標温度生成手段での動作を示すフローチャートである。
【図11】 実施の形態5における冷凍装置制御装置の構成図である。
【図12】 実施の形態5における目標温度生成手段での動作を示すフローチャートである。
【図13】 実施の形態6における冷凍装置制御装置の構成図である。
【図14】 実施の形態6における目標温度生成手段での動作を示すフローチャートである。
【図15】 実施の形態7における冷凍装置制御装置の構成図である。
【図16】 実施の形態7における目標温度生成手段での動作を示すフローチャートである。
【図17】 実施の形態9における冷凍装置制御装置の構成図である。
【図18】 実施の形態9における容量制御の流れを示す容量制御フローチャートである。
【符号の説明】
1 冷凍装置、 2 ユニット、 3 冷媒配管、 4 伝送線、
5 温度センサー、 10 絞り装置、 20 蒸発器、
30 ユニット制御装置、 31 庫内温度検知手段、
32 目標庫内温度設定手段、 33 第1の制御装置、 34 絞り装置、
35 第1の伝送手段、 40 温度センサー、 50 凝縮器、
60 圧縮機、 70 温度センサー、 80 冷凍装置制御装置、
81 第2の伝送手段、 82 最低目標庫内温度記憶手段、
83 最低目標庫内温度ユニット記憶手段、 84 目標温度生成手段、
85 目標温度記憶手段、 86 低圧飽和温度検知手段、
87 第2の制御手段、 88 容量制御手段、
89 最低目標庫内温度ユニット庫内温度記憶手段、
90 最低目標庫内温度ユニット庫内温度蓄積手段、
91 最低目標庫内温度ユニット発停状態記憶手段、
92 最低目標庫内温度ユニット連続運転時間計時・記憶手段、
93 外気温度検出手段、 94 計時手段、
95 第2の所定温度記憶手段、 96 所定制御量期間計時手段、
97 第3の制御手段。
Claims (16)
- 蒸発器を持つ複数のユニットと冷媒配管を通じて接続される圧縮機を有する冷凍装置であって、前記複数のユニットに設定されたそれぞれの目標庫内温度を検知し、その中の最低の目標庫内温度を記憶する最低目標庫内温度記憶手段と、前記最低の目標庫内温度に基づいて目標温度を生成する目標温度生成手段と、前記目標温度と前記圧縮機に吸い込まれる冷媒の飽和温度とに基づいて前記圧縮機の容量を決定し、前記容量により前記圧縮機を制御する制御手段とを有することを特徴とする冷凍装置。
- 制御手段は、目標温度が圧縮機に吸い込まれる冷媒の飽和温度より大きい場合には、圧縮機の容量を減少させ、目標温度が圧縮機に吸い込まれる冷媒の飽和温度より小さい場合には、圧縮機の容量を増加させることを特徴とする請求項1に記載の冷凍装置。
- 目標温度は、最低の目標庫内温度から予め定められた所定温度を引いた値であることを特徴とする請求項1または2に記載の冷凍装置。
- 最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度を記憶する最低目標庫内温度ユニット庫内温度記憶手段を有し、目標温度生成手段は前記最低の目標庫内温度と前記最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度に基づいて目標温度を生成することを特徴とする請求項1または2に記載の冷凍装置。
- 目標温度は、最低の目標庫内温度−予め定められた所定温度−(前記最低の目標庫内温度−最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度)×パラメータ値で与えられ、前記パラメータ値は予め定められた整数であることを特徴とする請求項4に記載の冷凍装置。
- 最低の目標庫内温度が設定されたユニットの一定時間前の庫内温度を記憶する最低目標庫内温度ユニット庫内温度蓄積手段を有し、目標温度生成手段は前記最低の目標庫内温度と前記最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度と前記最低の目標庫内温度が設定されたユニットの一定時間前の庫内温度とに基づいて目標温度を生成することを特徴とする請求項4に記載の冷凍装置。
- 目標温度は、最低の目標庫内温度−予め定められた所定温度−(最低の目標庫内温度−最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度)×(予め定められた変動温度−最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度+最低の目標庫内温度が設定されたユニットの一定時間前の庫内温度)で与えられ、前記予め定められた変動温度は正の数であり、かつ(予め定められた変動温度−最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度+最低の目標庫内温度が設定されたユニットの一定時間前の庫内温度)は0以上であることを特徴とする請求項6に記載の冷凍装置。
- 最低の目標庫内温度が設定されたユニットの連続運転時間を計算する最低目標温度連続運転時間計時手段を有し、目標温度生成手段は前記最低の目標庫内温度と前記最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度と前記最低の目標庫内温度が設定されたユニットの連続運転時間とに基づいて目標温度を生成することを特徴とする請求項4に記載の冷凍装置。
- 目標温度は、最低の目標庫内温度−予め定められた所定温度−(最低の目標庫内温度−最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度)×パラメータ値で与えられ、前記パラメータ値は、連続運転時間が予め定めた所定時間を超える場合には1、そうでない場合には(連続運転時間/所定時間)であることを特徴とする請求項8に記載の冷凍装置。
- 外気の温度を検出する外気温度検知手段を有し、目標温度生成手段は最低の目標庫内温度と前記最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度と前記外気温度とに基づいて目標温度を生成することを特徴とする請求項4に記載の冷凍装置。
- 目標温度は、最低の目標庫内温度−予め定められた所定温度−(最低の目標庫内温度−最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度)×パラメータ値で与えられ、前記パラメータ値は、外気温度が予め定めた所定外気温度を超える場合には1、そうでない場合には(外気温度/所定外気温度)であることを特徴とする請求項10に記載の冷凍装置。
- 内部に時計を備えた計時手段を有し、目標温度生成手段は最低の目標庫内温度と前記最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度と前記計時手段で得られた時刻とに基づいて目標温度を生成することを特徴とする請求項4に記載の冷凍装置。
- 目標温度は、最低の目標庫内温度−予め定められた所定温度−(最低の目標庫内温度−最低の目標庫内温度が設定されたユニットの庫内温度)×パラメータ値で与えられ、前記パラメータ値は、昼間の一定時間帯と、他の一定時間帯とで異なることを特徴とする請求項12に記載の冷凍装置。
- 目標温度生成手段は、ユニットに設定された目標庫内温度を検出できない場合には、目標温度を予め定めた第2の所定温度下げることを特徴とする請求項1から請求項13のいずれかに記載の冷凍装置。
- 圧縮機の駆動モータは誘導電動機であり、制御手段は、圧縮機の容量が予め定められた所定容量を下回る時間を計算し、前記時間が所定時間を超える場合には、前記所定容量で圧縮機を制御することを特徴とする請求項1から請求項14のいずれかに記載の冷凍装置。
- 蒸発器を持つ複数のユニットと、請求項1から請求項15のいずれかに記載の冷凍装置と、前記ユニットと前記冷凍装置とを接続する冷媒配管とを有することを特徴とする冷凍システム。
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