(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発器を内蔵した複数台の冷蔵ショーケースに対して、前記各蒸発器と冷凍サイクルを構成する１台の圧縮機ユニットが共通に設置され、この圧縮機ユニットから前記各蒸発器にそれぞれ電磁弁を介して冷媒が供給されるとともに、前記各電磁弁は前記各冷蔵ショーケースのコントローラにより、これら各冷蔵ショーケースの循環冷気温度を測定する温調センサの信号に基づいて個別にオン・オフ制御される冷蔵ショーケースの冷却装置において、
前記温調センサの信号に基づく前記電磁弁のオン・オフ動作を監視する制御管理ユニットを前記複数台の冷蔵ショーケースに対して共通に設け、この制御管理ユニットにより、全ての前記冷蔵ショーケースについて前記電磁弁のオン周期あるいはオフ周期がほぼ一定してきたことから、前記電磁弁のオン・オフ動作が安定状態に入ったと判断された時点で、前記電磁弁のオン・オフ制御を前記温調センサの信号に基づく個別制御から、一定のパターンで前記電磁弁を順次オン・オフ動作させる全体制御に切り換えるようにしたことを特徴とする冷蔵ショーケースの冷却装置。
【請求項２】
前記全体制御に切り換えた後に、前記温調センサで測定した前記各冷蔵ショーケースの循環冷気温度が一定温度以上に上昇したら、前記電磁弁のオン・オフ制御を前記温調センサの信号に基づく個別制御に復帰させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の冷蔵ショーケースの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スーパーマーケットなどに設置されるオープンショーケースなどの冷蔵ショーケースに関し、特に複数台の冷蔵ショーケースを１台の冷凍機で共通に冷却する冷却装置の制御に関する。
【０００２】
図４はこの種の冷蔵ショーケース（図示はオープンショーケース、以下、単にショーケースという。）の一般構成を示す縦断面図である。図４において、前面が開口したショーケース本体内には、商品収納庫１を囲んで冷気循環通路２及び空気循環通路３が内外二重に設けられ、商品収納庫１には商品陳列棚４が多段に設置されている。冷気循環通路２には送風機５及び冷却器（蒸発器）６が設置され、矢印で示す向きに循環する冷気により商品収納庫１の冷却が行われるとともに、前面開口に冷気エアカーテン７が形成されている。また、空気循環通路３には送風機８が設置され、矢印方向に循環する空気により、冷気エアカーテン７の外側に保護エアカーテン９が形成されている。
【０００３】
図４ではショーケースは１台のみが示されているが、ショーケースは複数台が一系列として、互いに隣接するように連結されて設置され、各ショーケースの蒸発器６と冷凍サイクルを構成する圧縮機ユニット１０は１台が共通に設置されている。圧縮機ユニット１０は圧縮機１１、凝縮器１２、受液器２１などを備え、凝縮器１２からの冷媒は矢印で示すように、電磁弁１３及び膨張弁１４を介して蒸発器６に供給され、蒸発によりショーケースを冷却した後、圧縮機１１に回収される。ショーケースには、冷気循環通路２に循環冷気温度を測定する温度調節用の温度センサ（温調センサと称するものとする。）１５が設置され、その信号はショーケースの図示しないコントローラに入力されている。コントローラは温調センサ１５で測定した循環冷気温度と予め設定された上・下限設定値とを比較し、電磁弁１３を開・閉（オン・オフ）制御する。すなわち、循環冷気温度が上限値まで上昇すれば電磁弁１３をオンして冷却を図り、下限値まで低下すればオフして冷却を停止する（以下、温調冷却という。）。一方、商品収納庫１には庫内温度を測定する庫内温度センサ１６が設置され、測定された庫内温度がコントローラを介してショーケース前面の図示しない表示器に表示されるようになっている。
【０００４】
図３はショーケースＡ，Ｂ，Ｃの電磁弁１３の従来のオン・オフ動作及び圧縮機１１の負荷状況を示すタイムチャートである。図３において、ショーケースＡ，Ｂ，Ｃの各電磁弁１３は各温調センサ１５の信号に基づいて個別にオン・オフされ、そのオン・オフ状況に応じて圧縮機１１に負荷が生じている。蒸発器６には霜が生成するので、ヒータなどにより周期的に除霜をする必要がある。そこで、図示例では、予め定められた時刻になると全ショーケースＡ，Ｂ，Ｃを一斉に一定時間除霜するものとして、その間、電磁弁１３を全てオフし、圧縮機１１を停止している。なお、圧縮機１１は全電磁弁１３のオフにより、冷媒吸入側の圧力が一定値以下に低下したことを圧力センサが検知すると停止される。除霜が終了すると電磁弁１３が全てオンし、一斉に冷却が開始されるが、やがて各温調センサ１５の信号により個別のオン・オフされるようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のショーケース冷却装置においては、各ショーケースに冷媒を供給する電磁弁は、各々の温調センサからの信号に基づいて個別にオン・オフ制御されている。そのため、各電磁弁のオン・オフ動作の順序関係は無秩序で、ショーケース相互間の電磁弁のオン動作の重なりが多い運転状態とオフ動作の重なりが多い運転状態とでは圧縮機の冷媒供給量に大きな変動が生じ、結果として圧縮機の運転効率が阻害されざるを得なかった。
そこで、この発明は、圧縮機からの冷媒供給量の平準化を図り、その運転効率を向上させることを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は、温調センサの信号に基づく電磁弁のオン・オフ動作を監視する制御管理ユニットを複数台の冷蔵ショーケースに対して共通に設け、この制御管理ユニットにより、全ての前記冷蔵ショーケースについて前記電磁弁のオン周期あるいはオフ周期がほぼ一定してきたことから、前記電磁弁のオン・オフ動作が安定状態に入ったと判断された時点で、前記電磁弁のオン・オフ制御を前記温調センサの信号に基づく個別制御から、一定のパターンで前記電磁弁を順次オン・オフ動作させる全体制御に切り換えるようにするものである。
【０００７】
上記一定のパターンは、例えば各ショーケースに一定時間ずつ、かつショーケース相互間で重ならないように時間をずらしながら冷媒を時分割的に供給（電磁弁をオン）する態様を規定するもので、この態様は種々に設定可能である。このような全体制御によれば、冷媒供給が規則化されることで圧縮機の負荷が平準化され、また冷媒供給のショーケース相互間での重なりが回避されることで圧縮機の負荷が低レベルに抑えられる。
【０００８】
請求項１の発明において、前記全体制御に切り換えた後に、前記温調センサで測定した前記各冷蔵ショーケースの循環冷気温度が一定温度以上に上昇したら、前記電磁弁のオン・オフ制御を前記温調センサの信号に基づく個別制御に復帰させるようにするのがよい（請求項２）。これにより、全体制御中に万一、庫内温度が過度に上昇するような事態が生じた場合にも個別制御により速やかに対応し、それを食い止めることができる。個別制御への復帰は、いずれかのショーケースの庫内温度が一定温度以上に上昇した時点で全てのショーケースを対象に行ってもよいし、温度上昇したショーケースのみを対象にしてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び図２に基づいて、図４に示したようなオープンショーケースを対象としたこの発明の実施の形態を説明する。まず、図１において、蒸発器６を内蔵した複数台のショーケースＡ，Ｂ，Ｃに対して、各蒸発器６と冷凍サイクルを構成する１台の圧縮機ユニット１０が共通に設置され、圧縮機ユニット１０から各蒸発器６にそれぞれ電磁弁１３及び膨張弁１４を介して矢印で示すように冷媒が供給される。圧縮機ユニット１０は冷凍機制御部２０により制御され、圧縮機１１は圧力センサ１９で検知される冷媒の吸入圧力が低下すると停止される。各電磁弁１３は各冷蔵ショーケースＡ，Ｂ，Ｃのコントローラ１７により、これら各冷蔵ショーケースＡ，Ｂ，Ｃの冷気循環通路２（図４）を循環する冷気温度を測定する温調センサ１５の信号に基づいて個別にオン・オフ制御される。以上は従来例と同じである。
【００１０】
ここで、図示実施の形態においては、温調センサ１５の信号に基づく電磁弁１３のオン・オフ動作を監視する制御管理ユニット１８がショーケースＡ内に、全ショーケースＡ，Ｂ，Ｃに対して共通に設けられている。この制御管理ユニット１８は各コントローラ１７を介して、各電磁弁１３のオン・オフ動作を常時監視する。そして、このオン・オフ動作が全ての冷蔵ショーケースＡ，Ｂ，Ｃについて安定状態に入ったと判断された時点で、電磁弁１３のオン・オフ制御を温調センサ１５の信号に基づく個別制御から、一定のパターンによる全体制御（以下、管理冷却という。）に切り換えるようにコントローラ１７に指令を出す。これにより、コントローラ１７は温調センサ１５の信号に関係なく、制御管理ユニット１８からの指令に基づいて、前記パターンにより電磁弁１３を順次にオン・オフ動作させる。
【００１１】
図２はこの発明に係る電磁弁１３のオン・オフ動作及び圧縮機１１の負荷状況をの一例を示すタイムチャートである。図２において、除霜運転及び温調冷却運転は従来例（図３）と同じであるが、冷蔵ショーケースＡ，Ｂ，Ｃについて電磁弁１３のオン・オフ動作が安定状態に入ったと判断された時点で、電磁弁１３のオン・オフ制御は温調センサ１５の信号に基づく個別制御（温調冷却）から、一定のパターンによる全体制御（管理冷却）に切り換えられている。上記安定状態の判断は、図２に示した電磁弁１３のオン周期Ｔあるいはオフ周期ｔがほぼ一定（通常は例えば３〜５分）してきたこと（例えばばらつきが20％以下など）をもって判断することができる。この管理冷却は、図２ではショーケースＡ→Ｂ→Ｃ→Ａ…の順序で、一定時間ずつ互いに重ならないように電磁弁１３を時分割的にオンするパターンで行われている。オン時間の幅は冷却負荷の相違によりショーケースごとに差を持たせたり、ある程度の重なりを認めたり、適宜変えることができる。
【００１２】
また、図２において、制御管理ユニット１８は時分割パターンによる管理冷却の最中に、温調センサ１５で測定した循環冷気温度が一定時間，一定温度以上に上昇したら、各コントローラ１７に指令を出して温調冷却に復帰させる。上記一定温度は、温調冷却時における最大温度を若干上回る温度に設定される。これにより、管理冷却中に庫内温度が過度に上昇することがあった場合にも、その上昇の程度を一定限度内に抑えることができる。その後、温調冷却が安定状態に入ったら再び管理冷却に切り換える。以後、その繰り返しとなる。管理冷却から温調冷却への復帰は、循環冷気温度が上記一定温度を越えたショーケースのみでもよいし、いずれかのショーケースの温度上昇により全ショーケース同時に復帰させることでもよい。
【００１３】
【発明の効果】
以上の通り、この発明は、ショーケースの運転立ち上げ後、系列内の各ショーケースの温調センサに基づく冷却制御が安定状態に入った後は、全ショーケースに一定のパターンで冷媒を順次に供給するようにするもので、これにより圧縮機の負荷を低水準で平準化し、その運転効率を高めて大幅な省エネを図ることができる。また、その場合に、循環冷気温度を常時監視し、それが一定温度以上に上昇したら温調センサに基づく冷却制御に復帰させることにより、省エネ運転中の庫内温度の過度の上昇を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示すショーケースの冷却装置のブロック図である。
【図２】図１の冷却装置における電磁弁のオン・オフ制御及び圧縮機の負荷の変動を示すタイムチャートである。
【図３】従来の冷却装置における電磁弁のオン・オフ制御及び圧縮機の負荷の変動を示すタイムチャートである。
【図４】ショーケースの一般的な構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１    商品収納室
２    冷気循環通路
３    空気循環通路
５    送風機
６    蒸発器
７    エアカーテン
８    送風機
９    エアカーテン
１０    凝縮器
１１    圧縮機
１２    圧縮機ユニット
１３    電磁弁
１４    膨張弁
１５    温調センサ
１６    庫内温度センサ
１７    コントローラ
１８    制御管理ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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