(57)【要約】      （修正有）【課題】製品を冷却するために冷却システムを作動させる方法およびシステムを提供する。【解決手段】凝縮器の下流であって蒸発器の上流における冷媒の第１の温度を得ることができる。凝縮器の下流であって蒸発器の上流における冷媒の第１の圧力を得ることができる。蒸発器の下流かつ圧縮機の上流における冷媒の第２の圧力および／または冷却される製品の温度を得ることができる。冷却システムに対する所定の冷却設定値を維持するために、第１の温度および第１の圧力に基づいて凝縮器と蒸発器との間に配置された第１の弁を制御することができる。冷却システムの圧縮機の能力を最適化するために、第２の圧力または製品の温度に基づいて、圧縮機に連結された、冷却システムの第２の弁を制御することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品を冷却するために、凝縮器、前記凝縮器の下流にある蒸発器、前記蒸発器の下流にある圧縮機、および前記冷却システムを通って流れる冷媒を備える冷却システムを作動させる方法であって、
前記冷却システムに連結された第１の変換器から、前記凝縮器の下流であって前記蒸発器の上流における前記冷媒の第１の温度を得ることと、
前記冷却システムに連結された第２の変換器から、前記凝縮器の下流であって前記蒸発器の上流における前記冷媒の第１の圧力を得ることと、
前記冷却システムに連結された第３の変換器から、前記蒸発器の下流かつ前記圧縮機の上流における前記冷媒の第２の圧力または冷却される前記製品の温度を得ることと、
前記冷却システムに通信可能に連結されたプロセッサによって、前記冷却システムに対する所定の冷却設定値を維持するために、前記第１の温度および前記第１の圧力に基づいて、前記凝縮器と前記蒸発器との間に配置された前記冷却システムの第１の弁の開度を制御するとともに、前記圧縮機の能力を最適化するために、前記第２の圧力または前記製品の前記温度に基づいて、前記圧縮機に連結された前記冷却システムの第２の弁を、制御することと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記第１の弁を制御することおよび前記第２の弁を制御することは同時に行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の温度、前記第１の圧力、および前記製品の前記温度または前記第２の圧力を得ることは同時に行われる、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の弁の前記開度を制御することは、前記凝縮器と前記蒸発器との間に配置された電子ステッパバルブの開度を制御することを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記プロセッサによって、前記第１の温度および前記第１の圧力に基づいて前記凝縮器を出る前記冷媒の現在の冷却レベルを計算することをさらに含み、前記冷却システムの前記第１の弁の前記開度を制御することは、前記計算された現在の冷却レベルに基づいて前記冷却システムの前記第１の弁の前記開度を制御することを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記冷却システムの前記第１の弁の前記開度を制御することは、前記計算された冷却レベルが前記所定の冷却設定値と異なる場合に、前記冷却システムの前記第１の弁の前記開度を増加させるまたは減少させることを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記プロセッサによって、前記冷媒の前記計算された冷却レベルを前記所定の冷却設定値と比較することをさらに含み、前記所定の冷却設定値は前記凝縮器を出る際の前記冷媒の望ましい冷却レベルであり、前記冷却システムの前記第１の弁の前記開度を制御することは、前記比較に基づいて前記冷却システムの前記第１の弁の前記開度を制御することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記第２の弁を制御することは、前記圧縮機に連結された電磁弁を制御することを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記得られた第２の圧力または製品温度を所定の第２の圧力または製品温度設定値と比較することをさらに含み、前記冷却システムの前記第２の弁を制御することは、前記比較に基づいて前記第２の弁を開くことまたは閉じることを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の弁を制御することは、前記第２の圧力または製品温度が前記所定の第２の圧力または製品温度設定値より小さいとき前記電磁弁を通電すること、および前記第２の圧力または製品温度が前記所定の第２の圧力または製品温度設定値より大きいとき前記電磁弁を非通電とすることを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記電磁弁が非通電のとき前記第１の制御弁の制御を一時停止することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２の圧力または前記製品の前記温度を得ることは前記蒸発器の下流かつ前記圧縮機の上流において前記冷媒の前記第２の圧力を得ることを含み、前記第２の弁を制御することは前記冷媒の前記第２の圧力に基づいて前記第２の弁を制御することを含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の圧力または前記製品の前記温度を得ることは前記製品の前記温度を得ることを含み、前記第２の弁を制御することは前記製品の前記温度に基づいて前記第２の弁を制御することを含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記プロセッサによって、前記第１の圧力に基づいて前記凝縮器に連結された電気ファンの速度を調整することをさらに含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記プロセッサによって、前記冷却システムに故障状態が検出されると視覚的インジケータを発生させることをさらに含む、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
製品を冷却する冷却システムであって、
凝縮器と、
前記凝縮器の下流に配置された蒸発器と、
前記蒸発器の下流に配置された圧縮機と、
前記凝縮器のすぐ下流に配置され、前記凝縮器の下流であって前記蒸発器の上流における冷媒の第１の温度を得るように構成された第１の変換器と、
前記凝縮器のすぐ下流に配置され、前記凝縮器の下流であって前記蒸発器の上流における前記冷媒の第１の圧力を得るように構成された第２の変換器と、
前記蒸発器のすぐ下流に配置され、前記蒸発器の下流かつ前記圧縮機の上流における前記冷媒の第２の圧力または冷却される前記製品の温度を得るように構成された第３の変換器と、
前記第１、第２、および第３の変換器と通信可能に連結されたコントローラとを備え、前記コントローラは、所定の冷却設定値を維持するために、前記得られた第１の温度および前記第１の圧力に基づいて前記凝縮器の下流であって前記蒸発器の上流に配置された第１の制御弁を制御するように構成され、前記コントローラは、圧縮機の能力を最適化するために、前記得られた第２の圧力または前記製品の前記温度に基づいて、前記圧縮機に連結された第２の制御弁を制御するように構成されている、
冷却システム。
【請求項１７】
前記第１の制御弁は前記冷媒の前記圧力を減少させるように構成された電子ステッパバルブを備える、請求項１６に記載の冷却システム。
【請求項１８】
前記第２の制御弁は圧縮機に負荷をかけるまたは負荷を除くように構成された電磁弁を備える、請求項１６または請求項１７に記載の冷却システム。
【請求項１９】
前記凝縮器を横切って冷却媒体を引き寄せるように配置されたファンと、前記ファンの速度を制御するように構成されたファン駆動装置とをさらに備え、前記コントローラは前記得られた第１の圧力に基づいて前記ファン駆動装置を制御するように構成されている、請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項２０】
前記コントローラに通信可能に連結された携帯式装置をさらに備え、前記携帯式装置は、ユーザが前記冷却システムを遠隔監視することを可能にするように構成されている、請求項１６〜１９のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項２１】
前記コントローラは前記得られた第１の温度および第１の圧力に基づいて前記凝縮器の下流であって前記蒸発器の上流における前記冷媒の現在の冷却レベルを計算するように構成され、前記コントローラは前記計算された冷却レベルに基づいて前記冷却システムの前記第１のバルブを制御するように構成されている、請求項１６〜２０のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項２２】
前記コントローラは前記冷媒の前記現在の冷却レベルを前記所定の冷却設定値と比較するように構成され、前記所定の冷却設定値は前記凝縮器を出る際の前記冷媒の望ましい冷却レベルであり、前記コントローラは前記比較に基づいて前記冷却システムの前記第１の弁を制御するように構成されている、請求項２１に記載の冷却システム。
【請求項２３】
前記コントローラは前記得られた第２の圧力または温度を所定の第２の圧力または温度設定値と比較するように構成され、前記コントローラは前記比較に基づいて前記冷却システムの前記第２の弁を制御するように構成されている、請求項１６〜２２のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項２４】
前記コントローラは前記得られた第２の圧力または温度が前記所定の第２の圧力または温度設定値より小さいとき前記電磁弁を通電し、前記得られた第２の圧力または温度が前記所定の第２の圧力または温度設定値より大きいとき前記電磁弁を非通電とするように構成されている、請求項２３に記載の冷却システム。
【請求項２５】
製品を冷却するために、凝縮器、前記凝縮器の下流にある蒸発器、前記蒸発器の下流にある圧縮機、および前記冷却システムを通って流れる冷媒を備える冷却システムを作動させる方法であって、
前記冷却システムに連結された第１の変換器から、前記凝縮器の下流であって前記蒸発器の上流における前記冷媒の第１の温度を得ることと、
前記冷却システムに連結された第２の変換器から、前記凝縮器の下流であって前記蒸発器の上流における前記冷媒の第１の圧力を得ることと、
前記冷却システムに連結された第３の変換器から、前記蒸発器の下流かつ前記圧縮機の上流における前記冷媒の第２の圧力または冷却される前記製品の温度を得ることと、
前記冷却システムに通信可能に連結されたプロセッサによって、前記冷却システムに対する所定の冷却設定値を維持するために、前記温度および前記圧力に基づいて、前記蒸発器が液体冷媒であふれるように、前記凝縮器と前記蒸発器との間に配置された電子ステッパバルブの開度を制御すること、または、前記冷却システムに通信可能に連結されたプロセッサによって、前記圧縮機の能力を最適化するために、前記圧力または前記製品の前記温度に基づいて、前記圧縮機に連結された電磁弁を制御することと、
を含む、方法。
【請求項２６】
前記プロセッサによって、前記温度および前記圧力に基づいて前記凝縮器を出る前記冷媒の現在の冷却レベルを計算することをさらに含み、前記冷却システムの前記電子ステッパバルブの前記開度を制御することは前記計算された現在の冷却レベルに基づいて前記電子ステッパバルブの前記開度を制御することを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記冷却システムの前記電子ステッパバルブの前記開度を制御することは前記計算された現在の冷却レベルが前記所定の冷却設定値と異なる場合に、前記冷却システムの前記電子ステッパバルブの前記開度を増加させるまたは減少させることを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記プロセッサによって、前記冷媒の前記現在の冷却レベルを前記所定の冷却設定値と比較することをさらに含み、前記所定の冷却設定値は前記凝縮器を出る際の前記冷媒の望ましい冷却レベルであり、前記冷却システムの前記電子ステッパバルブの前記開度を制御することは前記比較に基づいて前記冷却システムの前記電子ステッパバルブの前記開度を制御することを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記プロセッサによって、前記温度および／または圧力に基づいて前記凝縮器に連結された電気ファンの速度を調整することをさらに含む、請求項２５〜２８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
前記得られた第２の圧力または前記製品の前記温度を所定の第２の圧力または製品温度設定値と比較することをさらに含み、前記冷却システムの前記電磁弁を制御することは前記比較に基づいて前記電磁弁を制御することを含む、請求項２５〜２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
前記電磁弁を制御することは前記圧力または温度が前記所定の圧力または温度設定値より小さいとき前記電磁弁を通電し、前記圧力または温度が前記所定の圧力または温度設定値より大きいとき前記電磁弁を非通電とすることを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記冷媒の前記第２の圧力または前記製品の前記温度を得ることは前記冷媒の前記第２の圧力を得ることを含み、前記電磁弁を制御することは前記冷媒の前記第２の圧力に基づいて前記電磁弁を制御することを含む、請求項２５〜３１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３３】
前記冷媒の前記第２の圧力または前記製品の前記温度を得ることは前記製品の前記温度を得ることを含み、前記電磁弁を制御することは前記製品の前記温度に基づいて前記電磁弁を制御することを含む、請求項２５〜３１のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に冷却システム関し、より詳細には、冷却システムをより効率的に作動させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却システムは、一般にミルク、ジュース、および果物などの製品を冷却、保存、および貯蔵するために使用される。従来の冷却システムは、通常、凝縮器、膨張弁、蒸発器、および圧縮機を通して冷媒が絶えず循環される閉ループプロセスを使用する。凝縮器は冷媒を冷却し飽和した液体に凝縮させる。飽和した液体冷媒は次に、冷媒の圧力、および、同様に温度を減少させる膨張弁を通って移動する。その後冷媒は蒸発器を通過し、この時点で飽和した液体冷媒は外部の流体（例えばミルク、空気、水）から熱を抽出あるいは吸収し、それによって外部の流体を冷却する。外部の流体からの熱の抽出あるいは吸収は冷媒を蒸発させ、過熱ガス冷媒に変える。過熱ガス冷媒は次に、圧力および冷媒の温度を上昇させる圧縮機の中へ流れる。蒸気冷媒は次に凝縮器を通って戻り、サイクルが再び始まる。
【０００３】
しかしながら、この従来の冷却システムには関連する多くの問題がある。例えば、これらの従来の冷却システムは、低流量の場合、および／または外部の流体を凍結に近い温度に冷却すべき場合に、蒸発器の表面に氷ができる場合がある。氷の形成は蒸発器に損傷を与え、システムの冷却能力を減少させ、代わりにエネルギー消費を増加させる可能性がある。さらに、これらの従来の冷却システムの構成要素は通常、スイッチオフ後直ちにスイッチオンされ、非効率とエネルギー消費の増大につながる。例えば、圧縮機は通常冷却剤の温度に基づいてオンとオフを繰り返す。このサイクリングは非能率的であるだけでなく、実際問題として冷却剤の温度が非常に不安定となる可能性があるため、所望の製品温度を維持することを非常に困難にする可能性がある。さらに、凝縮器の能力は蒸発器の状態（例えば、冷却されている製品の所望の温度）に依存するので、冷却対象の製品の温度が高い場合、これは利用可能なシステム能力を制限し、このように冷却サイクルの持続時間を増大させ、同様にエネルギー消費も増大させる。
【発明の概要】
【０００４】
本開示の一態様は、製品を冷却する冷却システムを作動させる方法を提供する。冷却システムは、凝縮器、凝縮器の下流にある蒸発器、蒸発器の下流にある圧縮機、および冷却システムを通って流れる冷媒を備える。方法は、冷却システムに連結された第１の変換器から、凝縮器の下流であって蒸発器の上流における冷媒の第１の温度を得ることを含む。方法は、冷却システムに連結された第２の変換器から、凝縮器の下流であって蒸発器の上流の冷媒の第１の圧力を得ることを含む。方法は同様に、冷却システムに連結された第３の変換器から、蒸発器の下流かつ圧縮機の上流における冷媒の第２の圧力または冷却されている製品の温度を得ることを含む。方法は、冷却システムに通信可能に連結されたプロセッサによって、冷却システムに対する所定の冷却設定値を維持するために、第１の温度と第１の圧力に基づいて凝縮器と蒸発器との間に配置された第１の弁の開口度を制御し、および、圧縮機の能力を最適化するために、第２の圧力または製品の温度に基づいて圧縮機に接続された冷却システムの第２の弁を制御することをさらに含む。
【０００５】
本開示の別の態様は、製品を冷却する冷却システムを提供する。冷却システムは、凝縮器、凝縮器の下流に配置された蒸発器、蒸発器の下流に配置された圧縮機、第１、第２、第３の変換器、およびコントローラを備える。第１の変換器は凝縮器のすぐ下流に配置され、凝縮器の下流であって蒸発器の上流における冷媒の第１の温度を得るように構成される。第２の変換器は凝縮器のすぐ下流に配置され、凝縮器の下流であって蒸発器の上流における冷媒の第１の圧力を得るように構成される。第３の変換器は蒸発器のすぐ下流に配置され、蒸発器の下流かつ圧縮機の上流における冷媒の第２の圧力または冷却される製品の温度を得るように構成される。コントローラは第１、第２、および第３の変換器に通信可能に連結される。コントローラは、予め設定された冷却設定値を維持するために、得られた第１の温度および第１の圧力に基づいて、凝縮器の下流であって蒸発器の上流に配置された第１の制御弁を制御するように構成され、圧縮機の能力を最適化するために、得られた第２の圧力または製品の温度に基づいて、圧縮機に連結された第２の制御弁を制御するように構成される。
【０００６】
本開示のさらにもう別の態様は、製品を冷却するために冷却システムを作動させる方法を提供し、冷却システムは、凝縮器、凝縮器の下流にある蒸発器、蒸発器の下流にある圧縮機、および冷却システムを通って流れる冷媒を備える。方法は冷却システムに連結された第１の変換器から、凝縮器の下流であって蒸発器の上流における冷媒の第１の温度を得ること、冷却システムに連結された第２の変換器から、凝縮器の下流であって蒸発器の上流における冷媒の第１の圧力を得ること、および、冷却システムに連結された第３の変換器から、蒸発器の下流かつ圧縮機の下流における冷媒の第２の圧力、または冷却される製品の温度を得ることを含む。方法は、冷却システムに対する所定の冷却設定値を維持するために、温度および圧力に基づいて、冷却システムに通信可能に連結されたプロセッサによって、蒸発器が液体冷媒であふれるように、凝縮器と蒸発器との間に配置された電子ステッパバルブの開度を制御すること、または、冷却システムに通信可能に連結されたプロセッサによって、圧縮機の能力を最適化するために、圧力または製品の温度に基づいて、圧縮機に連結された電磁弁を制御することをさらに含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示の教示に従って組み立てられた冷却システムの概略図である。
【図２】図１に示した冷却システムに連結可能なインテリジェント制御ボードの概略図である。
【図３】図１に示す冷却システムに通信可能に連結された図２に示すインテリジェント制御ボードを説明する概略図である。
【図４】本開示に従って冷却システムを作動させる方法の一形態を示す処理の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、本開示の教示に従って組み立てられた冷却システム１００の概略図を説明する。冷却システム１００は、冷凍または冷却サイクルの一部として冷媒または冷却剤が絶えずその中を循環する閉ループシステムである。本形態の冷却システム１００は、例えば、酪農場に設置されミルクを冷却または冷却するために使用することができるが、その代わりに、商業施設（例えばスーパーマーケットで）、工業施設（例えば発電所で）、またはミルクおよび／または他の製品（例えばジュース、ヨーグルト、肉、チーズなど）を冷却または冷却するためのどこか他の場所で使用することができる。
【０００９】
閉ループ冷却システム１００は一般に凝縮器１０４、第１の制御弁１０８、蒸発器１１２、アキュムレータ／熱交換器１１６、第２の制御弁１２０、圧縮機１２４、および凝縮器ファン１２８を含む。図示したように、一般に従来的な配管１０１はこれらの構成要素のそれぞれの間に延び、従来の方法で冷媒を運ぶ。凝縮器１０４は一般に、冷媒を高圧の液体に凝縮させ過冷却するように構成される。過冷却された高圧の液体は、配管１０１の導管１３２を通って凝縮器１０４から第１の制御弁１０８へ流れる。第１の制御弁１０８は、本形態では冷媒の圧力を減少させるために閉位置と複数の異なる開位置（例えば、０から２５００までの異なる位置）との間を移動することができる電子ステッパバルブ１３６であり、冷媒を高圧の液体から低圧の液体に変換する。低圧の液体冷媒は次に、電子ステッパバルブ１３６から蒸発器１１２へ配管１０１の導管１４０を通って流れる。下記により詳細に説明するように、第１の制御弁１０８を通る開口部は、蒸発器１１２が液体冷媒で溢れるように凝縮器１０４を出る冷媒が十分に過冷却されることを確実にするように制御することができ、結果として、飽和吸引が提供される。
【００１０】
図示した形態の冷却システム１００が酪農場に設置されるとき、蒸発器１１２は搾乳工程からのミルクを集めて冷却するために使用されるミルク冷却器１１４に取り付けられる。そのため、液体冷媒が蒸発器１１２を通過するとき、飽和液体冷媒はミルク冷却器から熱を抽出または吸収し、それによってミルクを冷却し冷媒を蒸発させる。しかしながら、冷媒を完全に蒸発させる従来の蒸発器と異なり、蒸発器１１２は、液体冷媒であふれており飽和吸引が提供されるため、部分的にのみ冷媒を蒸発させる。そのため、冷媒が蒸発器１１２を出るとき、冷媒は部分的に液体／部分的に気体の相を占める。
【００１１】
液体が圧縮機１２４に達するのを防ぐために、液体／気体混合物は蒸発器１１２からアキュムレータ／熱交換器１１６まで配管１０１の導管１４４を通って流れる。図１に示すように、アキュムレータ／熱交換器１１６は、過冷却冷媒を運ぶ、凝縮器からの導管１３２と熱的に連通している。従って導管１３２は、導管１４４中を運ばれた液体／蒸気混合物を冷却し、冷却された液体はアキュムレータ／熱交換器１１６の底に落下する。蒸気は圧縮機１２４に流れる。この時点で、冷媒は蒸気または気体の形態にあるが、従来の冷却システムで典型的に見られるよりも低い過熱温度（例えば、１から５度（華氏））である。蒸気冷媒は次に、アキュムレータ／熱交換器１１６から圧縮機１２４まで配管１０１の導管１４８を通って流れる。第２の制御弁は、本形態では電磁弁１５０とすることができ、導管１２１、１２３によって圧縮機１２４に連結される。下記により詳しく説明するように、第２の弁１２０は、所望される場合、圧縮機１２４の能力を変更するために圧縮機１２４に負荷を除くまたは負荷をかけるように制御することができる。電磁弁を使用する利点は、電磁弁は開位置と閉位置との間の弁要素の移動距離と時間が短いため非常に即効性があることである。
【００１２】
圧縮機１２４は蒸気冷媒を圧縮し、それによって蒸気冷媒の圧力と温度を増大させる。蒸気冷媒は次に、配管１０１の導管１５２を通って圧縮機１２４から凝縮器１０４に戻り、空気）が凝縮器１０４を通るようにさせ、それによって凝縮器１０４の中を通って流れる冷媒を冷却するように、凝縮器１０４に隣接してまたは近くに配置される。凝縮器ファン１２８は、凝縮器ファン１２８に連結される凝縮器ファンモーター１５６によって駆動される。凝縮器ファンモーター１５６はそれ自体、ファンモーター１５６に通信可能に連結されたファン制御駆動装置１６０によって制御される（例えば、駆動される）。下記により詳しく説明するように、所望の凝縮温度を維持または達成するために、凝縮器ファンモーター１５６を制御し、それにより凝縮器ファン１２８の速度を制御するように、ファン制御駆動装置１６０を制御することができる。
【００１３】
なお図１を参照すると、冷却システム１００は、冷却システム１００の作動および性能を示す、圧力、温度、流量などのデータを得る（例えば、検出する、感知する）ように一般的に構成される複数の変換器（例えば、センサー）をさらに含む。本形態では、冷却システム１００は第１の圧力変換器２０４、第１の温度変換器２０８、第２の圧力変換器２１２、および第２の温度変換器２１６を含む。温度および圧力変換器２０４〜２１６は、一般に、例えばＳｅｎｓａｔａ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社が製造した２ＣＰ５センサーなどの任意の商業的に利用可能なセンサーでよいことは理解されよう。
【００１４】
第１の圧力変換器２０４は、凝縮器１０４の下流に凝縮器１０４と第１の制御弁１０８との間の（すなわち、システム１００の高圧区域の）導管１３２またはその途中に配置される。そのように配置されて、第１の圧力変換器２０４は凝縮器１０４を出る冷媒の圧力（本明細書では冷媒の第１の圧力と呼ぶ）を得るように構成される。システム１００の図示した形態において、第１の温度変換器２０８は、同様に、凝縮器１０４の下流に凝縮器１０４と第１の制御弁１０８との間の（すなわちシステム１００の高温区域の）導管１３２またはその途中に配置される。さらに、本形態では、第１の温度変換器２０８は第１の圧力変換器２０４の上流にあるが、他の形態では、変換器２０８は変換器２０４の下流にあってもよい。そのように配置されて、第１の温度変換器２０８は凝縮器１０４を出る冷媒の温度（本明細書では冷媒の第１の温度と呼ぶ）を得るように構成される。第２の圧力変換器２１２は、蒸発器１１２の下流に蒸発器１１２とアキュムレータ／熱交換器１１６との間の（すなわち、システム１００の低圧区域の）導管１４４またはその途中に配置される。そのように配置されて、第２の圧力変換器２１２は蒸発器１１２を出る冷媒の圧力（本明細書では冷媒の第２の圧力と呼ぶ）を得るように構成される。第２の温度変換器２１６は、本明細書では同様に製品温度変換器と呼ぶが、一般に、冷却される製品（例えば、ミルク）の温度を得るために、冷却される製品の近くに、製品に、または製品の中に配置される。本形態の冷却システム１００はミルクを冷却するために使用されるから、本形態の製品温度変換器２１６は冷却されるミルクを含むミルク冷却器の近く、上、または中に配置される。
【００１５】
図１で説明した冷却システム１００は多様に変化することができ、依然として本開示の原理内に含まれうることは理解されたい。他の形態では、冷却システム１００は追加の、異なる、または、上記の構成要素より少数の構成要素を含むことができる。第１の制御弁１０８は、例えば、膨張弁または任意の他の適切な制御弁とすることができる。一部の形態では、冷却システム１００は、混合の蒸気−液体冷媒を生じる開示された蒸発器１１２の代わりに、過熱蒸気冷媒を生じる従来の蒸発器を含むことができる。蒸発器１１２はミルク冷却器１１４の中に取り付けられている必要はない。その代わりに、蒸発器１１２はミルク冷却器１１４の外面に取り付けられるか、他の方法で（例えば、導管または管路を経由して）ミルク冷却器１１４に連結することができる。冷却システム１００がミルク以外またはミルクに加えて他のものを冷却するのに使用される場合、蒸発器１１２を、例えば、冷却される１つ以上の製品を含む陳列ケースなどの異なる外部環境に取り付けまたは連結することができる。冷却システム１００が従来の蒸発器を含む形態では、冷媒は圧縮機１２４に到達する前に蒸発器で完全に蒸発することになるので、冷却システム１００はアキュムレータ／熱交換器１１６を含まなくてもよい。一部の形態では、冷却システム１００は第２の制御弁１２０を含まなくてもよく、その場合冷却システム１００は圧縮機１２４の能力の調整を許さないであろう。他の形態では、冷却システム１００は追加の、異なった、またはより少数の変換器を含むことができる。例として、冷却システム１００は第２の圧力変換器２１２および第２の温度変換器２１６の両方ともは含まないかもしれない。もう１つの例として、冷却システム１００は第２の圧力変換器２１２に隣接してまたは近くに追加の温度変換器を含むことができる。さらに、変換器２０４〜２１６のいずれも他の場所に配置されて依然として上記の意図された機能を実行することができる。
【００１６】
図２は、冷却システム１００の性能を改善するために冷却システム１００に通信可能に連結または接続できるインテリジェント制御ボード２５０の一形態を説明する。インテリジェント制御ボード２５０は一般に、冷却システム１００の作動を監視し制御するように構成されたコントローラ２５４および冷却システム１００の作動について視覚的なフィードバックを提供する１つ以上の表示器を含むパネル２５８を含む。
【００１７】
図２に示すように、コントローラ２５４はプロセッサ２６２、メモリ２６６、通信インタフェース２７０、および計算ロジック２７４を備える。プロセッサ２６２は、一般的なプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ、ＡＳＩＣ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、グラフィックスプロセッシングユニット、アナログ回路、デジタル回路、または任意の他の公知のプロセッサまたは後に開発されたプロセッサとすることができる。プロセッサ２６２はメモリ２６６内の命令に従って動作する。メモリ２６６は揮発性メモリまたは不揮発性メモリとすることができる。メモリ２６６は、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、電子消去可能プログラム読取専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、または他のタイプのメモリの１つ以上を含むことができる。メモリ２６６は、光学式、磁気式（ハードドライブ）、または任意の他の形式のデータ蓄積装置を含むことができる。
【００１８】
通信インタフェース２７０は、コントローラ２５４と冷却システム１００の構成要素との間の電子通信を容易にするために提供される。通信インタフェース２７０は、例えば、１つ以上のユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、１つ以上のイーサネット（登録商標）ポート、および／または１つ以上の他のポートまたはインタフェースであっても、またはこれを含むことができる。電子通信は、例として、ＵＳＢ、ＲＳ−２３２、ＲＳ−４８５、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、および／または任意の他の適切な通信プロトコルを含む任意の公知の通信プロトコルを経由して発生しうる。
【００１９】
ロジック２７４は一般に、メモリ２６６上に格納されたコンピュータ可読命令として具体化された１つ以上の制御ルーチンおよび／または１つ以上のサブルーチンを含む。制御ルーチンおよび／またはサブルーチンは、ＰＩＤ（比例・積分・微分）、ファジー論理、非線形、または任意の他の適切なタイプの制御を実行することができる。プロセッサ２６２は、冷却システム１００の作動に関係したアクションを実行するために一般にロジック２７４を実行する。ロジック２７４は、実行されると、プロセッサ２６２に、（ｉ）１つ以上の変換器２０４〜２１６からデータ（例えば、圧力データ、温度データ）を得ること、（ｉｉ）所定の過冷却のレベルを維持するために、得られたデータに基づいて冷却システム１００の第１の制御弁１０８を制御すること、（ｉｉｉ）圧縮機１２４の能力を最適化するために、得られたデータに基づいて冷却システム１００の第２の制御弁１２０を制御する。（ｉｖ）凝縮器１０４の凝縮温度を調整するために、得られたデータに基づきファン制御駆動装置１６０ひいては凝縮器ファン１２８を制御すること、（ｖ）冷却システム１００における障害状態またはエラーを検出すること、および／または他の所望の機能を実行することをさせる。
【００２０】
本明細書に図示しないが、コントローラ２５４は同様に、冷却システム１００のさまざまな機能に関連した多数のさまざまなプログラムされたオプションから冷却システム１００のユーザが選択できるように、１つ以上のビットスイッチを含んでもよい。プログラムされたオプションは、例えば、圧縮機１２４の早すぎるサイクリングを防ぐアンチ−ショートサイクル、および、警報または障害状態が検出されると（例えば、パネル２５８によって）視覚的なフィードバックを提供する警報または障害状態の出力を含んでもよい。所望のオプションに対応するビットを選択することにより、冷却システム１００のユーザは冷却システム１００の１つ以上のさまざまな機能を始動させる（または止める）ことができる。
【００２１】
図２に示すように、本形態のパネル２５８は冷却システム１００の作動について視覚的フィードバックを提供するように構成された２つの発光ダイオード（ＬＥＤ）２７８、２８２を含む。コントローラ２５４が冷却システム１００に障害または警報状態を検出すると、ＬＥＤ２７８は、制御ボード２５０の孔２８６を通して赤色光（すなわち、６２０から７５０ｎｍまでの範囲の波長を有する光）を発する。ＬＥＤ２７８は、検出された障害状態に応じて１つの赤色光または一連の赤色光（すなわち、赤色光の点滅）を発することができる。ＬＥＤ２７８は、例えば、故障状態がビットスイッチ設定エラーの場合は１つの赤色光を、故障状態が変換器２０８に関するものである場合は赤色光の２回点滅を、故障状態が変換器２１２に関するものである場合は赤色光の３回点滅を、故障状態が温度変換器２２０に関するものである場合は赤色光の４回点滅を、および故障状態がファン制御駆動装置１６０に関するものである場合は赤色光の７回点滅を発することができる。一方、ＬＥＤ２８２は、制御ボード２５０の孔２９０を通して緑色光（すなわち、４９０〜５７０ｎｍの範囲の波長を有する光）を発する。ＬＥＤ２８２は、作動状態に応じて１つの緑色光または一連の緑色光(すなわち、緑色光の点滅）を発することができる。ＬＥＤ２８２は、例えば、冷却システム１００が動作中で標準的に作動している限り連続した緑色光を常に発するが、アンチ−サイクルオプションが有効なときには緑色光の１回フラッシュを発することができる。
【００２２】
本明細書では説明しないが、インテリジェント制御ボード２５０の構成要素は任意の公知の方法で配置することができる。当業者は同様に、制御ボード２５０は追加のまたは異なる構成要素を含み得ることを理解するであろう。例えば、コントローラ２５４は、中継器、コンバータ、または計器などの、本明細書では明示的に図示しない追加の構成要素を含むことができる。例えば、パネル２５８は、より多数のまたはより少数のＬＥＤ、さまざまな色の光を発するＬＥＤ、さまざまなパターンの光（例えば、さまざまな故障状態に対応する）を発するＬＥＤ、視覚的なフィードバックを提供するためのさまざまな光源、ユーザインタフェース、および／または冷却システム１００の作動について視覚的なフィードバックを提供するいくつかの他の手段を含むことができる。
【００２３】
図３は、冷却システム１００に連結または接続されたインテリジェント制御ボード２５０を説明する概略図である。図示のように、制御ボード２５０は、通信ネットワーク３００によってファン制御駆動装置１６０に、通信ネットワーク３０４によって第１の制御弁１０８に、通信ネットワーク３０８によって第２の制御弁１２０に、通信ネットワーク３１２によって第１の圧力変換器２０４に、通信ネットワーク３１６によって第１の温度変換器２０８に、通信ネットワーク３２０によって第２の圧力変換器２１２に、および通信ネットワーク３２４によって第２の温度変換器２１６に、それぞれ連結または接続される。本明細書で使用するとき、「通信中」および「連結」という語句は、直接接続されること、または１つ以上の中間の構成要素を介して間接的に接続されることを意味するように定義される。このような中間の構成要素はハードウェアおよび／またはソフトウェアベースの構成要素を含んでもよい。
【００２４】
ネットワーク３００〜３２４は無線ネットワーク、有線ネットワーク、または有線および無線ネットワークの組み合わせ（例えば、携帯電話網および／または８０２．１１ｘ準拠のネットワーク）であってもよく、インターネットなどの公共アクセス可能なネットワーク、私的なネットワーク、またはそれらの組み合わせを含んでもよいことを理解されたい。ネットワーク３００〜３２４のタイプおよび構成は実装に依存し、インテリジェント制御ボード２５０と冷却システム１００の構成要素との間で説明した通信を容易にする、現在利用可能なまたは後に開発された、任意のタイプの通信ネットワークを使用することができる。
【００２５】
この方法で冷却システム１００に連結または接続されたインテリジェント制御ボード２５０とともに、コントローラ２５４は、ファン制御駆動装置１６０、第１の制御弁１０８、第２の制御弁１２０、および変換器２０４〜２１６のいずれかに信号（例えば、制御信号、データ要求）を送り、これらから信号（例えば、データ）を受け取るように構成される。コントローラ２５４はこのように変換器２０４〜２１６と通信し、ファン制御駆動装置１６０、第１の制御弁１０８、および第２の制御弁１２０を制御することができる。
【００２６】
冷却システム１００が作動可能で冷媒が上記の方法で冷却システムの構成要素を通って循環するとき、変換器２０４〜２１６は、冷却システム１００（すなわち、冷却サイクル）の作動に関連し冷却システム１００の作動を示すデータを得ることができる。具体的には、第１の圧力変換器２０４は凝縮器１０４の下流であって弁１０８の上流における冷媒の圧力（すなわち、冷媒の第１の圧力）を得る（例えば、検出および測定する）ことができ、第１の温度変換器２０８は凝縮器１０４の下流であって弁１０８の上流における冷媒の温度（すなわち、冷媒の第１の温度）を得ることができ、第２の圧力変換器２１２は蒸発器１１２の下流であってアキュムレータ／熱交換器１１６の上流における冷媒の圧力（すなわち、冷媒の第２の圧力）を得て、第２の温度変換器２１６は冷却される製品の温度を得ても、またはこれらを組み合わせてもよい。上記のデータは、冷却システム１００が作動可能なとき自動的に得ること、および／または、コントローラ２５４から受け取った要求に応じて得ることができる。上記のデータは、同時に（例えば、第１の温度と第１の圧力は同時に得ることができる）、異なった時に、またはこれらの組み合わせで得ることができる（例えば、いくつかのデータを異なった時に得ることができる一方で、データのいくつかを同時に得ることができる）。
【００２７】
コントローラ２５４は次に、変換器２０４〜２１６の１つ以上が得たデータをそれぞれのネットワーク３１２から３２８を経由して得ることができる。データは、自動的にコントローラ２５４に送ることができ、および／または、コントローラ２５４から受け取った要求に応じてコントローラ２５４に送ることができる。データが得られると、当該データをメモリ２６６または他のメモリに格納することができる。
【００２８】
得られたデータに基づいてまたは得られたデータを利用して、コントローラ２５４は冷却システム１００の構成要素、特に第１の制御弁１０８、第２の制御弁１２０、および／またはファン制御駆動装置１６０を制御する（例えば、調整する）ことができる。コントローラ２５４は一般に、冷却システム１００が本明細書に記載した望ましい方法で作動させるように、冷却システム１００の構成要素を制御するように構成される。
【００２９】
コントローラ２５４は、第１の温度および第１の圧力に基づいて、図示した形態では電子ステッパバルブ１３６の形をとる第１の制御弁を制御する（例えば、閉じる、または開度を調整する）ことができる。これは冷却システム１００に対する所定の（例えば、工場でプログラムされた）冷却設定値を維持するために行われる。所定の冷却設定値は凝縮器１０４を出る際の冷媒に対する望ましい過冷却レベルに対応する。望ましい過冷却レベルは、蒸発器１１２が、望ましくは液体冷媒であふれる過冷却レベルに対応する。このようにして蒸発器１１２をあふれさせることにより蒸発器１１２を出る飽和吸引が提供され、冷媒が混合の液体／蒸気の状態で、また従来の冷却システムで通常見られるより低い温度で蒸発器１１２を出る結果となる。有益に、これは蒸発器１１２の効率を向上させ、圧縮機１２４のモーターをより冷たい状態に保ち、圧縮機１２４の体積効率を向上させる。
【００３０】
冷却システム１００がこの所定の冷却設定値で作動しているか、冷却設定値より下で、または上で作動しているかどうかを決定するために、コントローラ２５４は、第１の圧力および第１の温度に基づいて、凝縮器１０４を出る際の冷媒の現在の過冷却レベルを計算することができる。一部の形態では、コントローラ２５４は、第１の圧力を予想される温度に関連づけ、次に、予想される温度を測定された温度、すなわち第１の温度と比較することにより、現在の過冷却レベルを計算することができる。コントローラ２５４は、今度は計算された冷媒の過冷却レベルを所定の冷却設定値と比較することができる。計算された過冷却レベルが予め決められた冷却設定値と少なくとも実質的に等しい（例えば、等しい）とき、コントローラ２５４が第１の制御弁を制御する（例えば、調整する）必要がないように、コントローラ２５４は冷却システム１００が実質的にこの所定の冷却設定値で作動していると決定する。しかしながら、計算された現在の過冷却レベルが所定の冷却設定値より小さいまたは大きいと決定されると、コントローラ２５４が現在の過冷却レベルが所定の冷却設定値と実質的に等しいと決定するまで（例えば、望ましいレベルの過冷却が達成され維持されるまで）、コントローラ２５４は第１の制御弁１０８を調整する（例えば、開く、閉じる）。弁１０８をさらに開くことによって、より多くの冷媒が通って流れ、凝縮器１０４における過冷却の結果はより高い温度の冷媒となるであろう。一方、弁１０８を閉じるまたは弁１０８の開放を減少させることは導管１３２を通る流れを減少させ、その結果、凝縮器１０４を出る過冷却冷媒の圧力および温度を減少させる。第１の制御弁１０８の制御は反復の継続的な処理であることは理解されたい。この形態では、制御バルブ１０８は、きめ細かい調整を容易にするために２５００の異なる位置を有する電子ステッパバルブ１３６であるか、または電子ステッパバルブ１３６を含む。もちろん、他のタイプの調整可能なポート弁を使用してもよい。
【００３１】
コントローラ２５４は、第２の圧力および／または冷却される製品の温度に基づいて、図示された形態では電磁弁１５０の形をとる第２の制御弁１２０を制御できる。これは圧縮機１２４の能力を制御するために行われる。上で手短に論じたように、システム能力が低すぎるとき（例えば、冷却されている製品の温度が予想されたより高いとき）、従来のシステムは冷却サイクルの持続時間を増やすことによって補い、それによって、エネルギー消費を増大させる。逆に、システム能力が高すぎるとき（例えば、冷却されている製品の温度が予想されたより低いとき、低流量条件下で）、冷却されている製品は凍るかもしれない。本明細書で開示したシステム１００は、冷却システム１００の作動状態に従って圧縮機１２４の能力を制御する（例えば、調整する）ことによって、都合よくどちらの状況も防ぐ。
【００３２】
圧縮機１２４の能力を調整する必要があるかどうかを決定するために、コントローラ２５４は第２の圧力（蒸発器１１２を出る際の冷媒の圧力）または製品温度を所定の（例えば、工場でプログラムされた）第２の圧力設定値または製品温度設定値と比較することができる。この所定の設定値は、理想的とはいえないまでも望ましい圧縮機１２４の能力に対応する。第２の圧力または製品温度が所定の第２の圧力設定値または製品温度設定値と実質的に等しいとき、コントローラ２５４は現在の圧縮機１２４の能力が適正である（理想的とはいえないまでも）と決定することができ、その場合コントローラ２５４は電磁弁１５０を制御しない。しかしながら、第２の圧力または製品温度が所定の第２の圧力または製品温度設定値より小さいまたは大きいとき、制御部２５４は圧縮機１２４の能力の制御された削減または制御された増加（能力が前もって削減されていた場合）を提供するために電磁弁１５０を制御することができる。
【００３３】
特に、第２の圧力または製品温度が所定の第２の圧力または製品温度設定値より小さいとき、コントローラ２５４は電磁弁１５０を通電して電磁弁１５０を開かせ、それによって負荷を除き圧縮機１２４の能力を低下させる。コントローラ２５４は、少なくとも最小の所定の時間（例えば、１秒）電磁弁１５０を通電するが、圧縮機１２４を保護するためにコントローラ２５４は最大の所定の時間（例えば、９秒）だけ電磁弁１５０に通電することができるということを除いて、第２の圧力または製品温度が所定の第２の温度または製品温度設定値より大きくなるまで電磁弁１５０を通電することができる。コントローラ２５４は、電磁弁１５０が通電されているとき、同時に第１の制御弁１０８および凝縮器ファン１２８の制御を一時停止してもよい。
【００３４】
反対に、第２の圧力または製品温度が所定の第２の圧力設定値または製品温度設定値より大きいとき、コントローラ２５４は電磁弁１５０を非通電にして電磁弁１５０を閉じさせ、それによって負荷をかけ圧縮機１２４の能力を向上させる。コントローラ２５４は少なくとも最小の所定の時間（例えば、３秒）電磁弁１５０を非通電にするが、第２の圧力または製品温度が所定の第２の圧力または製品温度設定値より小さくなるまで電磁弁１５０を非通電にすることができる。
【００３５】
ここまでの説明では、ソレノイドは通電時に開放されるものとして説明したが、それ自体は、通常閉のソレノイドを構成する。通常閉の閉のソレノイドの１つの利点は圧縮機１２４の負荷を除くためにのみエネルギーが必要とされることである。しかしながら、他の形態では通電時に閉鎖される通常開のソレノイドを使用することができる。
【００３６】
電子ステッパバルブ１３６と同じように、電磁弁１５０の制御は反復の継続的な処理であることは理解されたい。実際、このような制御が上記の最小および最大の期間に従うという条件で、圧縮機１２４が負荷をかけられたとき第２の圧力（第２の圧力変換器２１２によって得られる圧力）がどのくらい速く下降するかおよび圧縮機１２４が負荷を除かれたとき第２の圧力がどのくらい速く上昇するかに基づいて、コントローラ２５４は電磁弁１５０の制御を自己調節することができる。
【００３７】
少なくとも初めに（例えば、コントローラ２５４が最初に作動信号を受け取るとき）、ファン制御駆動装置１６０は、短時間（例えば、３秒）フルタイムで凝縮器ファン１２８を作動させる。しかしながら、この短期間の後に、コントローラ２５４は、凝縮器ファン１２８の速度を制御する（例えば、調整する）ために第１の圧力に基づきファン制御駆動装置１６０を制御することができる。第１の圧力が所定の圧力点（例えば、１７０ｐｓｉ）まで上昇しているとき、ファン制御駆動装置１６０はファン１２８を所定の最小速度で作動させるように制御することができる。第１の圧力がこの所定の圧力点を上回るとき、および第１の圧力が所定の最大圧力点（例えば、２３０ｐｓｉ）に達するまで、ファン制御駆動装置１６０はファン１２８の速度を高めることができる。第１の圧力が所定の最大圧力点に達するとき、ファン１２８は最高速度で作動しており、この所定の最大圧力を上回るどんな圧力もファン１２８の速度に影響を与えない。この方法でファン１２８の速度を制御することにより、冷却システム１００は、より低いまたはより冷たい周囲条件の間、より安定した方法で作動させることが可能になる。
【００３８】
本形態では、コントローラ２５４は電子ステッパバルブ１３６、電磁弁１５０、およびファン制御駆動装置１６０を同時に制御することができる。そのようなものとして、コントローラ２５４は電子ステッパバルブ１３６を開き、同時に、電磁弁１５０を通電することができる。しかしながら、他の形態では、コントローラ２５４は電子ステッパバルブ１３６、電磁弁１５０、およびファン制御駆動装置１６０の２つ以上を異なる時に制御するのみでもよい。さらなる形態では、コントローラ２５４は電子ステッパバルブ１３６、電磁弁１５０、およびファン制御駆動装置１６０のすべてよりむしろ、１つまたは２つを制御するのみでもよい。
【００３９】
コントローラ２５４は、パネル２５８に、冷却システム１００の作動について視覚的なフィードバックを提供するように指示することができる。上記のように、コントローラ２５４が１つ以上の故障または警告状態を検出したとき、コントローラ２５４はパネル２５８のＬＥＤ２７８に１つまたは一連の光を発するように指示することができる。ある場合には、コントローラ２５４は得られたデータに基づいて１つ以上の故障または警告状態を検出することができる。圧力および／または温度データは、例えば、変換器２０４、変換器２０８、変換器２１２、および／または変換器２１６が適切に機能していないことを示すことができる。コントローラ２５４は、ファン制御駆動装置１６０との接続によって、凝縮器ファン１２８、ファンモーター１３２、および／またはファン制御駆動装置１６０が適切に機能していないことを検出することができる。ある場合には、コントローラ２５４は、コントローラ２５４を冷却システム１００のさまざまな構成要素に接続しているネットワーク３００〜３２４の１つにおける問題を検出することができる。上記に代えてまたは上記に加えて、コントローラ２５４は、ビットスイッチが適切に機能していないこと、または適切に設定されなかったことを検出することができる。上記に代えてまたは上記に加えて、コントローラ２５４は、冷却システム１００が標準的に作動しているときにパネル２５８のＬＥＤ２８２に連続した緑色光を発するように指示し、アンチ−サイクルオプションが有効であるときにパネル２５８のＬＥＤ２８２に緑色光の１回の点滅を発するように指示することができる。今度は、パネル２５８は、ＬＥＤ２７８，２８２によって、指示されたように、要求された視覚的なフィードバックを提供することができる。したがって、冷却システム１００のユーザは容易かつ迅速に冷却システム１００の制御処理に関する問題を確認することができる。
【００４０】
同様に図３に説明したように、ある場合には、通信ネットワーク３５４によって携帯式診断ツール３５０をインテリジェント制御ボード２５０に連結または接続することができる。通信ネットワーク３５４は無線ネットワーク、有線ネットワーク、またはこれらの組み合わせとすることができる。携帯式診断ツール３５０は、プロセッサ、メモリ、１つ以上の入力装置（例えば、キーボード）、ディスプレイ、および／または当該技術分野に公知の他の構成要素を含むことができる。いずれにしても、携帯式診断ツール３５０は冷却システム１００のユーザがインテリジェント制御ボード２５０を設置し、システム１００のさまざまな構成要素（例えば、コントローラ２５４）を設定し、リアルタイムで冷却システム１００の作動状態を監視することを可能にする。
【００４１】
図４は本開示の冷却システム１００を作動させる方法または処理の一形態を説明する。方法または処理は変換器２０４〜２１６およびコントローラ２５４によってまたはこれらを使用して実行されるように以下に説明するが、方法または処理は代わりに、他の何らかの構成要素によって実行されてもよい。方法または処理は順番に実行されるさまざまなタスクを含むように説明するが、方法または処理のタスクのいくつかは同時に実行されてもよく、いくつかまたはすべては異なった順序で実行されてもよいことは、理解されるべきである。他の形態では、方法または処理は、追加の、より少数の、または異なるタスク、または異なるタスクの順序を含むことができる。例として、タスク（例えば、第１の温度を得るタスク、第一の圧力を得るタスク、第２の圧力を得るタスク）の１つ以上が何度も繰り返されてもよい。
【００４２】
一形態では、図４の「ブロック」を参照すると、方法は、（ｉ）冷却システム１００に連結された第１の変換器（例えば、変換器２０８）から、凝縮器（例えば、凝縮器１０４）を出る冷媒の第１の温度を得ること（ブロック４００）、（ｉｉ）冷却システム１００に連結された第２の変換器（例えば、変換器２０４）から、凝縮器を出る冷媒の第１の圧力を得ること（ブロック４０４）、および（ｉｉｉ）冷却システム１００に連結された第３の変換器（例えば、変換器２１２または２１６）から、蒸発器（例えば、蒸発器１１２）を出る冷媒の第２の圧力または冷却される製品の温度を得ること（ブロック４０８）を含む。一部の形態では、第２の圧力または製品の温度を得ることは、第２の圧力を（例えば、変換器２１２によって）得ることを含み、一方他の形態では第２の圧力または製品の温度を得ることは製品の温度を（例えば、変換器２１６によって）得ることを含む。さらにもう一形態では、第２の圧力または製品の温度を得ることは、第２の圧力を得ることおよび製品の温度を得ることを含むことができる。
【００４３】
一形態では、方法は同様に、冷却システム１００に対する所定の冷却設定値を維持するために、冷却システム１００に通信可能に連結されたプロセッサ（例えば、プロセッサ２６２）によって、第１の温度および第１の圧力に基づいて冷却システム１００の第１の弁（例えば弁１０８）を制御すること（ブロック４１２）を含む。一形態では、第１の弁は凝縮器と蒸発器との間に配置された電子ステッパバルブ（例えば、ステッパバルブ１３６）とすることができる。一部の形態では、方法はプロセッサによって第１の温度および第１の圧力に基づいて凝縮器を出る冷媒の現在の冷却レベルを計算することをさらに含む。これらの形態では、第１の弁を制御することは、計算された現在の冷却レベルに基づいて第１の弁を制御することを含んでもよい。一部の形態では、第１の弁を制御することは、計算された現在の冷却レベルが所定の冷却設定値と異なる場合に、第１の弁を開けることまたは閉めることを含む。一形態では、方法は冷媒の現在の冷却レベルを所定の冷却設定値を比較することをさらに含み、所定の冷却設定値は凝縮器を出る際の冷媒に対する望ましい冷却レベルである。第１の弁を制御することは、比較に基づいて第１の弁を制御することを含む。
【００４４】
一形態では、方法は同様に、冷却システム１００の圧縮機（例えば、圧縮機１２４）の能力を最適化するために、プロセッサによって、第２の圧力または製品の温度に基づいて冷却システム１００の第２の弁（例えば弁１２０）を制御することを含む（ブロック４１６）。一形態では、第２の弁は蒸発器と圧縮機との間に配置された電磁弁（例えば、電磁弁１５０）とすることができる。一部の形態では、方法は得られた第２の圧力または製品温度を所定の第２の圧力または製品温度設定値と比較することをさらに含む。これらの形態では、冷却システムの第２の弁を制御することは、比較に基づいて第２の弁を制御することを含んでもよい。例えば第２の弁が電磁弁であるときなど、一部の形態では、第２の弁を制御することは、第２の圧力または製品温度が所定の第２の圧力または製品温度設定値より小さいとき電磁弁を通電すること、および、第２の圧力または製品温度が所定の第２の圧力または製品温度設定値より大きいとき電磁弁を非通電とすることを含む。一形態では、方法は電磁弁が非通電のとき第１の制御弁の制御を一時停止することをさらに含む。
【００４５】
前述の説明に基づいて、本明細書で説明した装置、システム、および方法が、製品を冷却するいっそう効率的な冷却システムを容易にすることは理解されるべきである。これは、冷却システムの作動に関連するデータを得ること、冷却システムの凝縮器を出る冷媒の圧力および温度に基づいて第１の制御弁を制御すること、および蒸発器を出る冷媒の圧力に基づいてまたは冷却される製品の温度に基づいて第２の制御弁を制御することによって達成される。
【００４６】
この方法で第１の制御弁を制御することによって、冷却システムに対する所定の冷却設定値を維持することができる。このことは、蒸発器が液体冷媒で溢れ、結果として飽和吸引が供給されるように、凝縮器を出る冷媒が十分に冷却されることを確実にする。次に、蒸発器を出るとき、冷媒は別の方法で（従来の冷却システムで）あったであろうより低い過熱状態にあり、このことは圧縮機のモーターをより冷たく保ち、圧縮機の体積効率を向上させる。上記に概説した方法で第２の制御弁を制御することによって、圧縮機の能力を制御することができる。低負荷状態および／または低設定値温度の下で、圧縮機の能力を制御された方法で削減することができる。このような制御された削減は、製品を凍結温度により近く冷却することを可能にし、蒸発器に氷ができる可能性を減らし、望ましい蒸発器状態を維持するのに役立つ。しかしながら、大容量の製品が冷却されるべきである、または製品の望ましい温度がより高いとき、圧縮機の能力を制御された方法で増加させることができる。このようにして、冷却サイクルの持続時間を（従来の冷却システムのように）増加させる必要なく、製品の品質を改善しエネルギー消費量を削減する。さらに、このような制御された方法で圧縮機の能力を制御することによって、圧縮機はもはやオンとオフを繰り返される必要が無く、凝縮器のための冷却剤の温度の安定化はいっそう安定し、究極的に、望ましい製品温度を維持することをより容易にするであろう。
【００４７】
本開示を実行するための本発明者が知るベストモードを含め、本開示の好ましい実施形態を本明細書に説明した。本明細書においては多数の例が図示および説明されているが、さまざまな実施形態の細部は相互に排他的である必要は無いことを当業者は容易に理解するであろう。その代わりに、本明細書の教示を読んだ当業者は、１つの実施形態の１つ以上の機能を残りの実施形態の１つ以上の機能と組み合わせることができるべきである。さらに、説明した実施形態は代表的なものに過ぎず、本開示の範囲を制限するものとしてとられるべきではないことは同様に理解されるべきである。本明細書に説明したすべての方法は、本明細書にそうでないことが明記されているか文脈によって明確に否定されている場合を除いて、任意の適切な順序で実行することができる。本明細書で提供した任意のおよびすべての例または代表的な文言（例えば、「など」）の使用は、本開示の代表的な実施形態の態様をより明らかにすることを意図するものに過ぎず、本開示の範囲を何ら制限するものではない。明細書中の文言は、任意の非請求の要素が本開示の実施に必須であることを示すものとして解釈されるべきでない。
【図１】
2020128870.tif 000003
【図２】
2020128870.tif 000004
【図３】
2020128870.tif 000005
【図４】
2020128870.tif 000006
【外国語明細書】
2020128870000001.pdf