(57)【要約】【課題】圧縮機の消費電力を抑制しながら、複数台のショーケースの全てを支障無く冷却することができるショーケース冷却装置を提供する。【解決手段】ショーケース冷却装置１は圧縮機から吐出された冷媒を複数台のショーケース３Ａ〜３Ｈに設けられた蒸発器に分配供給するものであって、各ショーケース３Ａ〜３Ｈの庫内温度をそれぞれ検出する庫内温度センサと、圧縮機の運転を制御する制御手段とを備えており、この制御手段は、各ショーケース３Ａ〜３Ｈのうちの最も冷え難いショーケースの庫内温度に基づいて圧縮機の運転を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機から吐出された冷媒を複数台のショーケースに設けられた蒸発器に分配供給するショーケース冷却装置において、
前記各ショーケースの庫内温度をそれぞれ検出する庫内温度センサと、
前記圧縮機の運転を制御する制御手段とを備え、
該制御手段は、前記各ショーケースのうちの最も冷え難いショーケースの庫内温度に基づいて前記圧縮機の運転を制御することを特徴とするショーケース冷却装置。
【請求項２】
前記各ショーケースは、前記蒸発器に流入する冷媒を絞り、当該蒸発器から出る冷媒の過熱度を規定値に調整する過熱度調整手段と、前記蒸発器への冷媒の流入を制御する開閉弁とを備え、
前記制御手段は、前記最も冷え難いショーケースの庫内温度に基づいて前記圧縮機の運転を制御すると共に、他の前記ショーケースの庫内温度に基づいて当該ショーケースの目標過熱度を設定し、該目標過熱度と前記過熱度の既定値に基づいて前記開閉弁を開閉することを特徴とする請求項１に記載のショーケース冷却装置。
【請求項３】
前記各ショーケースは、前記蒸発器に流入する冷媒を絞り、当該蒸発器から出る冷媒の過熱度を規定値に調整する過熱度調整手段と、前記蒸発器への冷媒の流入を制御する開閉弁とを備え、
前記制御手段は、前記最も冷え難いショーケースの庫内温度に基づいて前記圧縮機の運転を制御すると共に、他の前記ショーケースの庫内温度に基づいて前記開閉弁を開閉し、且つ、当該他のショーケースの開閉弁を開閉する際、各開閉弁の開閉を異なるタイミングで実行することを特徴とする請求項１に記載のショーケース冷却装置。
【請求項４】
前記各ショーケースは、前記蒸発器に流入する冷媒を絞り、当該蒸発器から出る冷媒の過熱度を目標過熱度に制御する膨張弁を備え、
前記制御手段は、前記最も冷え難いショーケースの目標過熱度を規定値として当該ショーケースの膨張弁の弁開度を制御し、且つ、当該ショーケースの庫内温度に基づいて前記圧縮機の運転を制御すると共に、他の前記ショーケースの庫内温度に基づいて当該ショーケースの目標過熱度を設定し、当該ショーケースの膨張弁の弁開度を制御することを特徴とする請求項１に記載のショーケース冷却装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記各ショーケースのうち最も冷え難いショーケースを判別しており、
庫内温度に基づいて前記圧縮機の運転を制御している前記ショーケースより冷え難い他のショーケースが存在する場合は、当該ショーケースの庫内温度に基づいて前記圧縮機の運転を制御する状態に切り換えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載のショーケース冷却装置。
【請求項６】
前記制御手段は、庫内温度が安定している状態において、前記各ショーケースのうちの最も冷え難いショーケースの判別を行うことを特徴とする請求項５に記載のショーケース冷却装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記最も冷え難いショーケースの庫内温度に基づいて前記圧縮機の運転周波数を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちの何れかに記載のショーケース冷却装置。
【請求項８】
前記各ショーケースの冷気吹出部に設けられ、各ショーケースへの冷気の吹出温度をそれぞれ検出する吹出温度センサを備え、
前記制御手段は、前記ショーケースの庫内温度と当該庫内温度の設定値との偏差に基づくＰＩＤ演算により、当該ショーケースへの冷気の目標吹出温度を決定すると共に、
前記吹出温度センサが検出する前記吹出温度と前記目標吹出温度との偏差に基づくＰＩＤ演算により、前記圧縮機の目標運転周波数、及び／又は、前記目標過熱度を決定することを特徴とする請求項７に記載のショーケース冷却装置。
【請求項９】
前記各ショーケースの蒸発器の温度をそれぞれ検出する蒸発器温度センサを備え、
前記制御手段は、前記ショーケースの庫内温度と当該庫内温度の設定値との偏差に基づくＰＩＤ演算により、当該ショーケースの目標蒸発器温度を決定すると共に、
前記蒸発器センサが検出する前記蒸発器の温度と前記目標蒸発器温度との偏差に基づくＰＩＤ演算により、前記圧縮機の目標運転周波数、及び／又は、前記目標過熱度を決定することを特徴とする請求項７に記載のショーケース冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機から吐出された冷媒を複数台のショーケースの蒸発器に分配して供給し、各ショーケースを冷却するショーケース冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりコンビニエンスストア等の店舗内には複数台のショーケースが設置されており、各ショーケースの蒸発器には店外等に設置された冷凍機の圧縮機から冷媒を分配して供給している。この場合、圧縮機にて圧縮された冷媒は同じく冷凍機に設置された凝縮器にて放熱し、凝縮した後、冷媒回路を構成する冷媒配管を経て各ショーケースに供給される。ショーケースには膨張弁と蒸発器が設置されており、冷媒は膨張弁にて絞られた後、蒸発器に流入し、そこで蒸発することでショーケースの庫内に循環される冷気を冷却するものであった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、膨張弁は蒸発器を出る冷媒の過熱度が最適な規定値となるように絞り度合いを調整し、ショーケースの効率的な冷却と圧縮機への液バック防止を実現するものであるが、この膨張弁には機械式のものと電子式のもの（電動膨張弁）とが存在する。機械式膨張弁の場合は、自らに設定された規定の過熱度（規定値）となるように自立して動作し、電子式膨張弁の場合には、制御装置により目標過熱度となるように弁開度が制御されるものであった。また、各膨張弁の前段には液電磁弁が設けられ、ショーケースの庫内が十分冷却された状態ではこの液電磁弁が閉じられるものであった（電子膨張弁の場合には、それ自体が全閉状態とすることができるため、液電磁弁が設けられない場合もある）。
【０００４】
また、圧縮機は一般的に冷媒回路の低圧圧力に基づき、例えばその運転周波数が制御されていた。この場合、目標低圧圧力は例えば店舗内のエンタルピに基づいて各ショーケースを十分冷却することができる値に制御装置により設定され、低圧圧力がこの目標低圧圧力となるように圧縮機の運転周波数が制御されていた。尚、係る圧縮機の能力制御については運転周波数に限らず、複数台設けておいてその運転台数を切り換える場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５０５３５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、複数台のショーケースにおける負荷（周囲温度や湿度、風の影響、陳列商品を冷却するための庫内温度制御や除霜制御等）はそれぞれ異なるため、液電磁弁の開閉（電子膨張弁の場合は弁開度）はそれらに依存することになる。一方、従来では冷媒回路の低圧圧力に基づいて圧縮機の運転周波数が制御されていたため、複数のショーケースの液電磁弁の開閉が同時若しくは略同時に行われるような状況（即ち、同期して行われる状況）、或いは、電子膨張弁の場合には弁開度の調整方向が複数の電子膨張弁において同一傾向（同一傾向とは、閉が重なる傾向で、最も顕著な場合は全閉、又は、開が重なる傾向で、最も顕著な場合は全開）となり、調整が同時若しくは略同時に行われるような状況では、低圧圧力の変動が大きくなり、その影響で圧縮機の運転周波数も変動する。即ち、ショーケースの液電磁弁の開閉により冷却負荷が変動すると、低圧圧力が変動するため、他のショーケースの冷えやすさが変化するので、動作が連鎖していく。そして、この低圧変動を抑えようと圧縮機の運転周波数が大きく変動することになる。
【０００７】
このように従来では低圧圧力に拘る余りに圧縮機の運転周波数が大きく変動するため、消費電力が増大する結果となっていた。また、前述したように負荷は各ショーケースにおいて異なり、一方で目標低圧圧力は全てのショーケースを十分冷却することができる値に設定されるため、冷え易いショーケース（例えば、負荷が軽いショーケース）にとっては圧縮機の能力が過剰な状況となっており、これもエネルギーロスに繋がっていた。
【０００８】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、圧縮機の消費電力を抑制しながら、複数台のショーケースの全てを支障無く冷却することができるショーケース冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のショーケース冷却装置は圧縮機から吐出された冷媒を複数台のショーケースに設けられた蒸発器に分配供給するものであって、各ショーケースの庫内温度をそれぞれ検出する庫内温度センサと、圧縮機の運転を制御する制御手段とを備えており、この制御手段は、各ショーケースのうちの最も冷え難いショーケースの庫内温度に基づいて圧縮機の運転を制御することを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明のショーケース冷却装置は、上記発明において各ショーケースは、蒸発器に流入する冷媒を絞り、当該蒸発器から出る冷媒の過熱度を規定値に調整する過熱度調整手段と、蒸発器への冷媒の流入を制御する開閉弁とを備え、制御手段は、最も冷え難いショーケースの庫内温度に基づいて圧縮機の運転を制御すると共に、他のショーケースの庫内温度に基づいて当該ショーケースの目標過熱度を設定し、この目標過熱度と前記過熱度の既定値に基づいて開閉弁を開閉することを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明のショーケース冷却装置は、請求項１の発明において各ショーケースは、蒸発器に流入する冷媒を絞り、当該蒸発器から出る冷媒の過熱度を規定値に調整する過熱度調整手段と、蒸発器への冷媒の流入を制御する開閉弁とを備え、制御手段は、最も冷え難いショーケースの庫内温度に基づいて圧縮機の運転を制御すると共に、他のショーケースの庫内温度に基づいて開閉弁を開閉し、且つ、当該他のショーケースの開閉弁を開閉する際、各開閉弁の開閉を異なるタイミングで実行することを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明のショーケース冷却装置は、請求項１の発明において各ショーケースは、蒸発器に流入する冷媒を絞り、当該蒸発器から出る冷媒の過熱度を目標過熱度に制御する膨張弁を備え、制御手段は、最も冷え難いショーケースの目標過熱度を規定値として当該ショーケースの膨張弁の弁開度を制御し、且つ、当該ショーケースの庫内温度に基づいて圧縮機の運転を制御すると共に、他のショーケースの庫内温度に基づいて当該ショーケースの目標過熱度を設定し、当該ショーケースの膨張弁の弁開度を制御することを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明のショーケース冷却装置は、上記各発明において制御手段は、各ショーケースのうち最も冷え難いショーケースを判別しており、庫内温度に基づいて圧縮機の運転を制御しているショーケースより冷え難い他のショーケースが存在する場合は、当該ショーケースの庫内温度に基づいて圧縮機の運転を制御する状態に切り換えることを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明のショーケース冷却装置は、上記発明において制御手段は、庫内温度が安定している状態において、各ショーケースのうちの最も冷え難いショーケースの判別を行うことを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明のショーケース冷却装置は、上記各発明において制御手段は、最も冷え難いショーケースの庫内温度に基づいて圧縮機の運転周波数を制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明のショーケース冷却装置は、上記発明において各ショーケースの冷気吹出部に設けられ、各ショーケースへの冷気の吹出温度をそれぞれ検出する吹出温度センサを備え、制御手段は、ショーケースの庫内温度と当該庫内温度の設定値との偏差に基づくＰＩＤ演算により、当該ショーケースへの冷気の目標吹出温度を決定すると共に、吹出温度センサが検出する吹出温度と目標吹出温度との偏差に基づくＰＩＤ演算により、圧縮機の目標運転周波数、及び／又は、目標過熱度を決定することを特徴とする。
【００１７】
請求項９の発明のショーケース冷却装置は、請求項７の発明において各ショーケースの蒸発器の温度をそれぞれ検出する蒸発器温度センサを備え、制御手段は、ショーケースの庫内温度と当該庫内温度の設定値との偏差に基づくＰＩＤ演算により、当該ショーケースの目標蒸発器温度を決定すると共に、蒸発器センサが検出する蒸発器の温度と目標蒸発器温度との偏差に基づくＰＩＤ演算により、圧縮機の目標運転周波数、及び／又は、目標過熱度を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、圧縮機から吐出された冷媒を複数台のショーケースに設けられた蒸発器に分配供給するショーケース冷却装置において、各ショーケースの庫内温度をそれぞれ検出する庫内温度センサと、圧縮機の運転を制御する制御手段とを備えており、この制御手段は、各ショーケースのうちの最も冷え難いショーケースの庫内温度に基づいて圧縮機の運転を制御するようにしたので、低圧圧力で制御する場合に比して各ショーケースの開閉弁や膨張弁等の動作の影響を受け難くなる。
【００１９】
これにより、圧縮機の運転状態の変動が抑制され、消費電力が低減される。一方で、各ショーケースのうち最も冷え難いショーケースの冷却は確実に行われることになるので、他のショーケースに対する過剰な圧縮機の能力によるエネルギーロスも解消される。これらにより、本発明によれば圧縮機における消費電力を抑制しながら、複数台のショーケースの全てを支障無く冷却することができるようになるものである。
【００２０】
この場合、請求項２の発明の如く各ショーケースが、蒸発器に流入する冷媒を絞り、当該蒸発器から出る冷媒の過熱度を規定値に調整する過熱度調整手段と、蒸発器への冷媒の流入を制御する開閉弁とを備えている場合、即ち、過熱度調整手段として所謂機械式膨張弁を採用している場合には、制御手段が、最も冷え難いショーケースの庫内温度に基づいて圧縮機の運転を制御すると共に、他のショーケースの庫内温度に基づいて当該ショーケースの目標過熱度を設定し、この目標過熱度と前記過熱度の既定値に基づいて開閉弁を開閉することにより、最も冷え難いショーケースによる圧縮機の制御と他のショーケースの開閉弁の制御による全てのショーケースの庫内温度制御を円滑に行うことが可能となる。
【００２１】
また、請求項３の発明の如く各ショーケースが、蒸発器に流入する冷媒を絞り、当該蒸発器から出る冷媒の過熱度を規定値に調整する過熱度調整手段と、蒸発器への冷媒の流入を制御する開閉弁とを備えている場合、即ち、過熱度調整手段として所謂機械式膨張弁を採用している場合には、制御手段が、最も冷え難いショーケースの庫内温度に基づいて圧縮機の運転を制御すると共に、他のショーケースの庫内温度に基づいて開閉弁を開閉し、且つ、当該他のショーケースの開閉弁を開閉する際、各開閉弁の開閉を異なるタイミングで実行することにより、最も冷え難いショーケースによる圧縮機の制御と他のショーケースの開閉弁の制御による全てのショーケースの庫内温度制御を円滑に行いながら、複数のショーケースの開閉弁が同期して開閉する不都合が解消され、それによる圧縮機の運転状態の変動も抑制される。
【００２２】
また、請求項４の発明の如く各ショーケースに、蒸発器に流入する冷媒を絞り、当該蒸発器から出る冷媒の過熱度を目標過熱度に制御する膨張弁を備えている場合、即ち、膨張弁として所謂電子膨張弁を採用している場合には、制御手段が、最も冷え難いショーケースの目標過熱度を規定値として当該ショーケースの膨張弁の弁開度を制御し、且つ、当該ショーケースの庫内温度に基づいて圧縮機の運転を制御すると共に、他のショーケースの庫内温度に基づいて当該ショーケースの目標過熱度を設定し、当該ショーケースの膨張弁の弁開度を制御することにより、最も冷え難いショーケースによる圧縮機の制御と他のショーケースの開閉弁の制御による全てのショーケースの庫内温度制御を円滑に行うことが可能となる。
【００２３】
更に、請求項５の発明の如く制御手段が、各ショーケースのうち最も冷え難いショーケースを判別しており、庫内温度に基づいて圧縮機の運転を制御しているショーケースより冷え難い他のショーケースが存在する場合は、当該ショーケースの庫内温度に基づいて圧縮機の運転を制御する状態に切り換えるようにすれば、各ショーケースの負荷の変化等によって最も冷え難いショーケースに入れ替わりが生じた場合にも、支障無く運転状態を切り換えることが可能となる。
【００２４】
この場合、請求項６の発明の如く制御手段が、庫内温度が安定している状態において、各ショーケースのうちの最も冷え難いショーケースの判別を行うようにすれば、除霜中やプルダウン中に判別することによる誤判定の発生を効果的に防止することが可能となる。
【００２５】
そして、上記は請求項７の発明の如く制御手段が、最も冷え難いショーケースの庫内温度に基づいて圧縮機の運転周波数を制御する場合に特に有効なものとなる。
【００２６】
更に、請求項８の発明の如く各ショーケースの冷気吹出部に設けられて各ショーケースへの冷気の吹出温度をそれぞれ検出する吹出温度センサを備えている場合に、制御手段が、ショーケースの庫内温度と当該庫内温度の設定値との偏差に基づくＰＩＤ演算により、当該ショーケースへの冷気の目標吹出温度を決定すると共に、吹出温度センサが検出する吹出温度と目標吹出温度との偏差に基づくＰＩＤ演算により、圧縮機の目標運転周波数、及び／又は、目標過熱度を決定するようにすれば、変化が緩やかな庫内温度と変化が急峻な吹出温度とを層別してそれぞれのＰＩＤ演算を行い、圧縮機と開閉弁や膨張弁の制御を行うことができるようになり、各ショーケースの蒸発器への冷媒供給のタイムラグをできるだけ解消して的確な冷却制御を実現することが可能となるものである。
【００２７】
また、請求項９の発明の如く各ショーケースの蒸発器の温度をそれぞれ検出する蒸発器温度センサを備えている場合には、制御手段が、ショーケースの庫内温度と当該庫内温度の設定値との偏差に基づくＰＩＤ演算により、当該ショーケースの目標蒸発器温度を決定すると共に、蒸発器センサが検出する蒸発器の温度と目標蒸発器温度との偏差に基づくＰＩＤ演算により、圧縮機の目標運転周波数、及び／又は、目標過熱度を決定することによっても、変化が緩やかな庫内温度と変化が急峻な蒸発器の温度とを層別してそれぞれのＰＩＤ演算を行い、圧縮機と開閉弁や膨張弁の制御を行うことができるようになり、各ショーケースの蒸発器への冷媒供給のタイムラグをできるだけ解消して的確な冷却制御を実現することが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を適用した実施例のショーケース冷却装置の配管構成図である。
【図２】図１のショーケース冷却装置の冷凍機内の配管構成図である。
【図３】図１のショーケース冷却装置のショーケース内の配管構成図である（実施例１）。
【図４】図１のショーケース冷却装置の制御構成図である。
【図５】図４のショーケース冷却装置のデータ通信を示す図である。
【図６】図３のショーケースの場合の図４の主制御装置によるもう一つの液電磁弁制御を説明するタイミングチャートである（実施例２）。
【図７】図１のショーケース冷却装置のショーケース内のもう一つの配管構成図である（実施例３）。
【図８】図７の場合のショーケース冷却装置の制御構成図である。
【図９】図４、図８の主制御装置による圧縮機運転周波数、液電磁弁、電子膨張弁の制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。
【実施例１】
【００３０】
図１の配管構成図において、実施例のショーケース冷却装置１はコンビニエンスストア（店舗）の店内２に据え付けられた複数台のショーケース３Ａ〜３Ｈを冷却するものである。店外には各ショーケース３Ａ〜３Ｈと冷媒配管４、５により接続された冷凍機６が設置されており、これらショーケース３Ａ〜３Ｈと冷凍機６によって実施例のショーケース冷却装置１が構成されている。
【００３１】
尚、ショーケース３Ａ〜３Ｆはオープンショーケースであり、このうちショーケース３Ａ、３Ｃ〜３Ｆは庫内（陳列室）にチルド食品（商品）を陳列して販売するもので、庫内は当該チルド食品の冷却に適した比較的低い冷蔵温度帯（０℃〜＋５℃）に冷却される。ショーケース３Ｂは庫内（陳列室）に弁当（商品）を陳列して販売するもので、庫内は弁当の冷却に適した比較的高い温度の冷蔵温度帯（＋１５℃〜＋２０℃）に冷却される。また、図面では示さないが、冷凍食品やアイスクリームを冷凍状態（−２０℃〜−２５℃）で陳列する冷凍ショーケースも設置されているものとする。
【００３２】
他方、ショーケース３Ｇ、３Ｈは透明ガラス扉を備えて店舗の壁面に設置されたウォークインと称されるクローズドタイプのショーケースであり、庫内（陳列室）に飲料等（商品）を陳列して販売するもので、庫内は飲料の冷却に適した冷蔵温度帯（０℃〜＋５℃）に冷却されるものである。そして、各ショーケース３Ａ〜３Ｈは冷媒配管４、５により冷凍機６に対して並列に接続されている。
【００３３】
図２は図１のうちの冷凍機６内の配管構成を示している。冷凍機６には、モータ７Ｍによって駆動される圧縮機７と、凝縮器８と、凝縮器用送風機９と、低圧圧力センサ１１を含む各種センサ等が設けられている。そして、圧縮機７の吐出配管７Ｄ（高圧側）に凝縮器８の入口配管８Ａが接続され、凝縮器８の出口配管８Ｂが店内２に向かう冷媒配管４に接続される。また、圧縮機７の吸込配管７Ｓ（低圧側）に店内２からの冷媒配管５が接続される。そして、凝縮器用送風機９は運転されて凝縮器８を空冷する。また、低圧圧力センサ１１は圧縮機７の吸込配管７Ｓの冷媒圧力を検出するように設けられる。
【００３４】
一方、図３は図１のうちの各ショーケース３Ａ〜３Ｈ内の配管構成を示している。この実施例のショーケース３Ａ〜３Ｈには開閉弁としての液電磁弁１２と、過熱度調整手段としての機械式膨張弁１３と、蒸発器１４と、冷気循環用送風機１６と、庫内温度センサ１７、吹出温度センサ１８、吸込温度センサ１９を含む各主センサ等が設けられている。そして、液電磁弁１２の出口に膨張弁１３が接続され、膨張弁１３の出口に蒸発器１４が接続され、液電磁弁１２の入口配管１２Ａが冷媒配管４に接続され、蒸発器１４の出口配管１４Ａが冷媒配管５に接続される。前述したように各ショーケース３Ａ〜３Ｈ内の液電磁弁１２、膨張弁１３及び蒸発器１４の直列回路は、冷媒配管４、５間に並列に接続される。
【００３５】
冷気循環用送風機１６は庫内２１の冷気を吸い込んで蒸発器１４と熱交換させ、庫内２１に吹き出すことにより、庫内２１を前述した冷蔵温度帯に冷却する。また、庫内温度センサ１７は庫内２１の温度（庫内温度）を検出し、吹出温度センサ１８は庫内２１に吹き出される冷気の温度（吹出温度）を検出し、吸込温度センサ１９は庫内２１から冷気循環用送風機１６に吸い込まれる冷気の温度（吸込温度）を検出するように設けられる。
【００３６】
このような配管構成により、冷凍機６の圧縮機７、凝縮器８と、ショーケース３Ａ〜３Ｈの膨張弁１３、蒸発器１４は周知の冷媒回路２２を構成する。実施例の冷凍機６の圧縮機７のモータ７Ｍはその運転周波数が制御される。この圧縮機７が運転されると、圧縮されて高温高圧となったガス冷媒が凝縮器８に流入し、そこで凝縮器用送風機９により空冷されて凝縮する。凝縮器８で凝縮した冷媒（液冷媒）は、冷媒配管４を経て店内２に至り、そこから各ショーケース３Ａ〜３Ｈに分配供給される。
【００３７】
各ショーケース３Ａ〜３Ｈに流入した液冷媒は液電磁弁１２を経て膨張弁１３に至り、そこで絞られて減圧され、蒸発器１４に流入する。蒸発器１４に流入した冷媒はそこで蒸発し、そのときに生じる吸熱作用で冷却効果を発揮する。そして、蒸発器１４を出た冷媒は冷媒配管５を経て冷凍機６に戻り、圧縮機７に吸い込まれる循環を繰り返す。
【００３８】
この実施例の機械式膨張弁１３は、蒸発器１４の出口配管１４Ａの温度に応じて伸縮するベローズ（図示せず）の作用によりその絞り度合いを自立して制御し、蒸発器１４から出る冷媒の過熱度を予め設定された規定値（例えば３Ｋの固定過熱度）に調整するものである。それにより、蒸発器１４への冷媒供給を調整し、圧縮機７への液バックを防止する。
【００３９】
次に、図４、図５はショーケース冷却装置１の制御構成を示している。各図において２３はストアマスタと称される主制御装置である。この主制御装置２３は店舗の管理室等に設置されて冷凍機６及び各ショーケース３Ａ〜３Ｈの運転を集中制御するものである。冷凍機６及び各ショーケース３Ａ〜３Ｈにも冷凍機制御装置２４、ショーケース制御装置２６がそれぞれ設けられ、それらは通信線２７により主制御装置２３に接続されている。主制御装置２３、冷凍機制御装置２４、ショーケース制御装置２６は何れもマイクロコンピュータから構成されており、これらがショーケース冷却装置１の制御手段を構成する。
【００４０】
各ショーケース制御装置２６には例えば１０１〜１０８までの個別のＩＤが付与され、冷凍機制御装置２４には３０１のＩＤが付与されている。主制御装置２３はこれらのＩＤで各ショーケース制御装置２６、冷凍機制御装置２４を識別し、図５に示すように各ショーケース制御装置２６からは当該ショーケース３Ａ〜３Ｈの庫内温度や吹出温度、吸込温度に関するデータ等を受信する。そして、主制御装置２３からは各ショーケース３Ａ〜３Ｈのショーケース制御装置２６に液電磁弁１２の開閉指示に関するデータ等が送信されると共に、冷凍機６の冷凍機制御装置２４には目標低圧圧力や圧縮機７の目標運転周波数等の目標値指示に関するデータ等が送信される。
【００４１】
また、主制御装置２３には温度／湿度センサ２８が接続されている。この温度／湿度センサ２８は店内２の温度／湿度を検出する。主制御装置２３は温度／湿度センサ２８が検出した店内２の温度／湿度データに基づいて店内２のエンタルピを算出し、冷媒回路２２の目標低圧圧力を設定する。尚、この目標低圧圧力は、全てのショーケース３Ａ〜３Ｈを十分冷却可能な値に設定されるものである。また、主制御装置２３では各ショーケース３Ａ〜３Ｈの庫内温度の設定値を入力可能とされ、各ショーケース３Ａ〜３Ｈの庫内温度等のデータも確認可能とされており、これにより、主制御装置２３を用いた店舗におけるショーケース３Ａ〜３Ｈの集中管理を実現している。
【００４２】
以上の構成で、次にこの実施例のショーケース冷却装置１の動作を説明する。先ず、主制御装置２３は各ショーケース制御装置２６から受信した庫内温度（庫内温度センサ１７が検出）を常時監視しており、各ショーケース３Ａ〜３Ｈの庫内温度の設定値と比較して、それらの冷え具合を監視している。そして、各ショーケース３Ａ〜３Ｈのうち、最も冷え難いショーケースを判別している。例えば、他のショーケースに比してショーケース３Ｇ、３Ｈの液電磁弁１２が継続して開放されているにも拘わらず、その庫内温度が設定値になるまでの長時間を要し、或いは、庫内温度が設定値以上となる状態が長く続いている場合等には、主制御装置２３がショーケース３Ｇ、３Ｈを最も冷え難いショーケースとして決定する。尚、このように二台のショーケースに限らず、一台のショーケースの場合もある。
【００４３】
このようにショーケース３Ｇ、３Ｈを最も冷え難いショーケースとして決定された場合、主制御装置２３はショーケース３Ｇ、３Ｈのショーケース制御装置２６に指示を送信して液電磁弁１２を１００％開放状態とする。これにより、ショーケース３Ｇ、３Ｈの蒸発器１４には膨張弁１３で絞られた液冷媒が常時供給される状態となる（稼働率１００％）。また、主制御装置２３はショーケース３Ｇ、３Ｈの庫内温度に基づいて冷凍機６の圧縮機７（モータ７Ｍ）の運転周波数を制御し、ショーケース３Ｇ、３Ｈの庫内温度を設定値に制御する。
【００４４】
その場合の具体的な制御方式を図９に基づいて説明する。先ず、主制御装置２３はショーケース３Ｇ、３Ｈの庫内温度センサ１７が検出する庫内温度と設定値（目標値）とを比較し、それらの偏差ｅ１をＰＩＤ演算部３１でＰＩＤ演算することで目標吹出温度（制御量）を決定する。次に、このショーケース３Ｇ、３Ｈの吹出温度センサ１８が検出する吹出温度と目標吹出温度とを比較し、それらの偏差ｅ２をＰＩＤ演算部３２でＰＩＤ演算することで圧縮機７の目標運転周波数（制御量）を決定する。
【００４５】
決定された目標運転周波数は主制御装置２３から冷凍機６の冷凍機制御装置２４に指示される。冷凍機制御装置２４は受信した目標運運転周波数となるように圧縮機７（モータ７Ｍ）の運転周波数を制御する。ここで、圧縮機７の運転周波数の変更により蒸発器１４における冷却効果が変化した場合、ショーケース３Ｇ、３Ｈの庫内温度の変化は緩やかであるが、吹出温度の変化は急峻となる。そのため、実施例のように変化が緩やかな庫内温度と変化が急峻な吹出温度とを層別してＰＩＤ演算部３１、３２にてそれぞれのＰＩＤ演算を行えば、圧縮機７からショーケース３Ｇ、３Ｈの蒸発器への冷媒供給のタイムラグが少なくなる。
【００４６】
一方、ショーケース３Ｇ、３Ｈよりも冷え易い他のショーケース３Ａ〜３Ｆについて主制御装置２３は、各ショーケース３Ａ〜３Ｆの庫内温度センサ１７が検出する庫内温度と設定値に基づいて目標過熱度を決定する。この目標過熱度の決定に際しても、主制御装置２３は同様に図９のＰＩＤ演算を行う。但し、この場合のＰＩＤ演算部３２の操作量となるものは当該ショーケース３Ａ〜３Ｆの目標過熱度となる。即ち、庫内温度が設定値よりも高い場合には目標過熱度は小さくなり、低い場合には大きくなる。
【００４７】
主制御装置２３は決定した目標過熱度と膨張弁１３の過熱度の既定値（固定過熱度の３Ｋ）とに基づき、各ショーケース３Ａ〜３Ｆの液電磁弁１２の開閉率を演算して算出する。例えば、ショーケース３Ｄの目標過熱度が５Ｋであった場合、液電磁弁１２の開閉率（即ち、稼働率）は６０％となる。主制御装置２３は決定した各ショーケース３Ａ〜３Ｆに関する開閉率に基づいて液電磁弁１２の開閉に関する指示を各ショーケース制御装置２６に送信する。ショーケース制御装置２６は受信した開閉指示に基づいて液電磁弁１２を開閉（オンオフ）することで、ショーケース３Ａ〜３Ｆの庫内温度を設定値に制御する。
【００４８】
このように、主制御装置２３が各ショーケース３Ａ〜３Ｈのうちの最も冷え難いショーケースの庫内温度に基づいて圧縮機７の運転を制御するようにしたので、低圧圧力で制御する場合に比して各ショーケース３Ａ〜３Ｈの液電磁弁１２の動作の影響を受け難くなる。これにより、圧縮機７の運転状態の変動が抑制され、消費電力が低減される。一方で、各ショーケース３Ａ〜３Ｈのうち最も冷え難いショーケース（実施例では３Ｇ、３Ｈ）の冷却は確実に行われることになるので、他のショーケース（実施例では３Ａ〜３Ｆ）に対する過剰な圧縮機７の能力によるエネルギーロスも解消される。これらにより、圧縮機７における消費電力を抑制しながら、複数台のショーケース３Ａ〜３Ｈの全てを支障無く冷却することができるようになる。
【００４９】
特に、この実施例のように膨張弁１３として機械式膨張弁を採用している場合には、主制御装置２３が、最も冷え難いショーケース（実施例では３Ｇ、３Ｈ）の庫内温度に基づいて圧縮機７の運転を制御すると共に、他のショーケース（実施例では３Ａ〜３Ｆ）の庫内温度に基づいて当該ショーケースの目標過熱度を設定し、この目標過熱度と規定値（固定過熱度）に基づいて液電磁弁１２の開閉率を算出して開閉することにより、最も冷え難いショーケースによる圧縮機７の制御と他のショーケースの液電磁弁１２の制御による全てのショーケース３Ａ〜３Ｈの庫内温度制御を円滑に行うことが可能となる。これにより、前述した温度／湿度センサ２８による店内エンタルピに基づいた目標低圧圧力の設定制御が不要となる効果もある。
【００５０】
尚、前述した如く主制御装置２３は、各ショーケース３Ａ〜３Ｈの冷却状態を常に監視し、そのうち最も冷え難いショーケースを判別している。そして、現在その庫内温度に基づいて圧縮機７の運転周波数を制御しているショーケース３Ｇ、３Ｈより冷え難い他のショーケースが存在する場合は、当該他のショーケースを最も冷え難いショーケースに決定し、その庫内温度に基づいて圧縮機７の運転を制御する状態に切り換える。これにより、各ショーケース３Ａ〜３Ｈの陳列商品（負荷）の量や環境の変化等によって最も冷え難いショーケースに入れ替わりが生じた場合にも、支障無く運転状態を切り換えることが可能となる。
【００５１】
但し、主制御装置２３は上記のような最も冷え難いショーケースの判別を、各ショーケース３Ａ〜３Ｈの庫内温度が安定しているときのみ実行する。即ち、各ショーケース３Ａ〜３Ｈの除霜（一日に４回実行）中やプルダウン中には係る最も冷え難いショーケースの判別を行わなわず、除霜前の制御状態を維持する。これにより、誤判定の発生を回避する。
【実施例２】
【００５２】
ここで、上記実施例では他のショーケース３Ａ〜３Ｆについて、目標過熱度を決定して液電磁弁１２の開閉率を算出することで当該ショーケースの庫内冷却を制御するようにしたが、それに限らず、各ショーケース３Ａ〜３Ｆの庫内温度とその設定値に基づいてそれらの液電磁弁１２を開閉制御してもよい。その場合には、庫内温度の設定値の上下に所定のディファレンシャルで設定されたＯＮ温度（上限値）とＯＦＦ温度（下限値）に基づいて液電磁弁１２を開／閉するものであるが（設定値は平均温度となる）、そのままでは各ショーケース３Ａ〜３Ｆの負荷が近似している場合、液電磁弁１２が同期して開閉してしまい、それの影響で圧縮機７の運転周波数が大きく変動するようになる危険性がある。
【００５３】
そこで、係る不都合を解消する主制御装置２３による制御例を図６に示す。図６の最上段は上記のようにＯＮ温度にて液電磁弁１２を開放し、ＯＦＦ温度にて閉じる場合を示している。各ショーケース３Ａ〜３Ｆの冷えやすさが同じ場合には、全てのショーケース３Ａ〜３Ｆの液電磁弁１２が同期して開閉する危険性が大きくなる。そこで、図６の最上段を含め、上から２段目、３段目、最下段の制御を組み合わせて各ショーケース３Ａ〜３Ｆのそれぞれで実行する。即ち、ショーケース３Ａは最上段、ショーケース３Ｃ、３Ｄは上から２段目、ショーケース３Ｆは上から３段目、ショーケース３Ｂは最下段等の如くである。
【００５４】
図６の上から２段目の制御は、庫内温度がＯＮ温度以上となったときに液電磁弁１２を開放、設定値未満となったときに閉じる制御である。この場合には最上段の場合よりも液電磁弁１２の開閉は頻繁となり、平均温度（太い破線）は設定値より少許高くなる。また、図６の上から３段目の制御は、庫内温度がＯＮ温度以上となったときに液電磁弁１２を開放、ＯＮ温度未満となったときに閉じる制御である。この場合には液電磁弁１２の開閉は更に頻繁となり、平均温度（太い破線）は設定値より更に高くなる。また、図６の最下段の制御は、庫内温度がＯＮ温度以上となったときに液電磁弁１２を開放、温度が降下に転じたときに閉じる制御である。この場合には液電磁弁１２の開閉は更に頻繁となり、平均温度（太い破線）は設定値より更に高くなる。従って、平均温度が高くなる分、予め設定値を低めにシフトする。
【００５５】
この場合、冷え難く暖まり難いショーケース（温度変化が大きい）程図６の上段の制御を割り当て、冷え易く暖まり易いショーケース（温度変化が小さい）程図６の下段の制御を割り当てるとよい。冷え難い（暖まり難い）か、冷え易い（暖まり易い）かは、庫内温度が安定している状態における液電磁弁１２の開／閉後の庫内温度変化やその変動幅で順位付けする。
【００５６】
このような液電磁弁１２の開閉制御を各ショーケース３Ａ〜３Ｆで組み合わせて実行することにより、各液電磁弁１２の動作タイミングが相互にずれ、それらの開閉が異なるタイミングで行われるようになる。これにより、最も冷え難いショーケース３Ｇ、３Ｈによる圧縮機７の運転制御と、他のショーケース３Ａ〜３Ｆの液電磁弁１２の制御による全てのショーケース３Ａ〜３Ｈの庫内温度制御を円滑に行いながら、複数のショーケース３Ａ〜３Ｆの開閉弁が同期して開閉される不都合が解消され、それによる圧縮機７の運転状態の変動も抑制されることになる。
【００５７】
尚、上記実施例では液電磁弁１２を開閉する温度を切り換えることで開閉タイミングをずらしたが、それに限らず、ＯＮ温度とＯＦＦ温度のディファレンシャルはそのままで、設定値を各ショーケース３Ａ〜３Ｆ毎に異なる値にシフトしてもよい。
【実施例３】
【００５８】
次に、ショーケース３Ａ〜３Ｈの膨張弁として例えばステッピングモータで動作する電子式膨張弁（電動膨張弁）を使用した場合の制御について説明する。図７はその場合のショーケース３Ａ〜３Ｈ内の配管構成図、図８は制御構成図である。尚、各図において図３乃至図５と同一符号で示すものは同一若しくは同様の機能を奏するものとする。
【００５９】
この場合、各ショーケース３Ａ〜３Ｈには機械式膨張弁の代わりに電子式膨張弁（電動膨張弁）３３が採用されている。また、蒸発器の入口配管１４Ｂと出口配管１４Ａにはそれぞれ蒸発器入口温度センサ３６、蒸発器出口温度センサ３７が設けられ、蒸発器１４に入る冷媒の温度と蒸発器１４から出る冷媒の温度を検出する。そして、それらの出力はショーケース制御装置２６を介して主制御装置２３に送信され、それらの温度差から主制御装置２３は蒸発器１４の過熱度を算出する。また、膨張弁３３の弁開度はショーケース制御装置２６を介して主制御装置２３により制御される構成とされている。
【００６０】
次に、この場合の動作を説明する。この場合も主制御装置２３は各ショーケース制御装置２６から受信した庫内温度（庫内温度センサ１７が検出）を常時監視しており、各ショーケース３Ａ〜３Ｈの庫内温度の設定値と比較して、それらの冷え具合を監視している。そして、各ショーケース３Ａ〜３Ｈのうち、最も冷え難いショーケースを判別している。例えば、他のショーケースに比してショーケース３Ｇ、３Ｈの膨張弁３３の弁開度が継続して大きい状態であるにも拘わらず、その庫内温度が設定値になるまでの長時間を要し、或いは、庫内温度が設定値以上となる状態が長く続いている場合等には、主制御装置２３がショーケース３Ｇ、３Ｈを最も冷え難いショーケースとして決定する。尚、このように二台のショーケースに限らず、一台のショーケースの場合もある。
【００６１】
このようにショーケース３Ｇ、３Ｈを最も冷え難いショーケースとして決定された場合、主制御装置２３はショーケース３Ｇ、３Ｈのショーケース制御装置２６に指示を送信して膨張弁３３の弁開度を、蒸発器１４の過熱度が規定値（例えば５Ｋ）となるように制御する。また、主制御装置２３はショーケース３Ｇ、３Ｈの庫内温度に基づいて冷凍機６の圧縮機７（モータ７Ｍ）の運転周波数を制御する。その場合の具体的な制御方式は図９と同様である。これにより、ショーケース３Ｇ、３Ｈの庫内温度を設定値に制御する。
【００６２】
一方、ショーケース３Ｇ、３Ｈよりも冷え易い他のショーケース３Ａ〜３Ｆについて主制御装置２３は、各ショーケース３Ａ〜３Ｆの庫内温度センサ１７が検出する庫内温度と設定値に基づいて目標過熱度を決定する。この目標過熱度の決定に際しても、主制御装置２３は同様に図９のＰＩＤ演算を行う。但し、この場合のＰＩＤ演算部３２の操作量となるものは当該ショーケース３Ａ〜３Ｆの目標過熱度となる。即ち、庫内温度が設定値よりも高い場合には目標過熱度は小さくなり、低い場合には大きくなる。
【００６３】
主制御装置２３は各ショーケース１３Ａ〜１３Ｆの蒸発器１４の過熱度が、決定した目標過熱度となるように膨張弁３３の目標弁開度を決定する。主制御装置２３は決定した各ショーケース３Ａ〜３Ｆに関する目標弁開度に基づいて膨張弁３３の弁開度に関する指示を各ショーケース制御装置２６に送信する。ショーケース制御装置２６は受信した目標弁開度に基づいて膨張弁３３の弁開度を制御する。尚、液電磁弁１２は開放状態とする。これにより、ショーケース３Ａ〜３Ｆの庫内温度を設定値に制御する。また、実施例では膨張弁３３の前段に液電磁弁１２を設けているが、電子膨張弁である膨張弁３３は全閉も可能であるので、制御追従性によっては液電磁弁１２は削除しても良い。更に、複数の膨張弁３３が全閉となった状態からそれらが開放されるときには、そのタイミングが異なるように制御することで、前述同様に圧縮機７の運転状態の変動を抑制することができる。
【００６４】
このように、この実施例の如くショーケース３Ａ〜３Ｈが膨張弁として電子膨張弁３３を採用している場合には、主制御装置２３が、最も冷え難いショーケース３Ｇ、３Ｈの目標過熱度を規定値として当該ショーケース３Ｇ、３Ｈの膨張弁３３の弁開度を制御し、且つ、当該ショーケース３Ｇ、３Ｈの庫内温度に基づいて圧縮機７の運転を制御すると共に、他のショーケース３Ａ〜３Ｆの庫内温度に基づいて当該ショーケース３Ａ〜３Ｆの目標過熱度を設定し、当該ショーケース３Ａ〜３Ｆの膨張弁３３の弁開度を制御することにより、最も冷え難いショーケース３Ｇ、３Ｈによる圧縮機７の制御と他のショーケース３Ａ〜３Ｆの膨張弁３３の制御による全てのショーケース３Ａ〜３Ｈの庫内温度制御を円滑に行うことが可能となるものである。
【００６５】
尚、上記各実施例では主制御装置２３が各液電磁弁１２や膨張弁３３の制御指示を各ショーケース３Ａ〜３Ｈに送信して制御する方式で説明したが、それに限らず、主制御装置２３は最も冷え難いショーケースの決定を行い、決定したショーケースに対して当該ショーケースが最も冷え難いショーケースであることを指示し、該ショーケースの庫内温度に基づいて圧縮機７の運転周波数を制御すると共に、各ショーケースに目標過熱度を送信し、各ショーケースにおける液電磁弁１２や膨張弁３３の実際の制御については、各ショーケースのショーケース制御装置２６が実行するようにしてもよい。
【００６６】
また、実施例では全てのショーケース３Ａ〜３Ｈにおいて機械式膨張弁１３を用いた場合と、電子式膨張弁３３を用いた場合とで説明したが、それらが混在する場合にも本発明は有効である。その場合には、機械式膨張弁１３を用いた最も冷え難いショーケースについては液電磁弁１２を開放し、電子式膨張弁３３を用いた最も冷え難いショーケースについては目標過熱度を規定値として当該膨張弁３３の弁開度を制御する指示を当該ショーケースのショーケース制御装置２６に送信する。また、冷凍機６の圧縮機７はそれらの庫内温度で制御するようにし、機械式膨張弁１３を用いた他の冷え易いショーケースについては液電磁弁１２の開閉率を、電子式膨張弁３３を用いた他の冷え易いショーケースについては目標過熱度をそれぞれ主制御装置２３が演算し、各ショーケース制御装置２６に対して指示するようにすればよい。
【００６７】
更に、上記実施例では庫内温度と当該庫内温度の設定値との偏差に基づくＰＩＤ演算により目標吹出温度を決定し、吹出温度センサ１８が検出する吹出温度と目標吹出温度との偏差に基づくＰＩＤ演算により圧縮機７の目標運転周波数や蒸発器１４から出る冷媒の目標過熱度を決定するようにしたが、変化が急峻であるという意味では蒸発器１４の温度も採用できるので、係る吹出温度によらず、蒸発器１４の温度を検出する温度センサを設け、庫内温度と設定値で目標蒸発器温度を決定し、蒸発器１４の温度センサが検出する蒸発器１４の温度と目標蒸発器温度に基づいてＰＩＤ演算を行い、目標運転周波数や目標過熱度を決定するようにしてもよい。
【００６８】
更にまた、実施例では圧縮機７の目標運転周波数と蒸発器１４から出る冷媒の目標過熱度の双方を図９の制御で決定するようにしたが、それに限らず、目標過熱度か目標運転周波数の何れか一方を図９の制御で決定し、他方は庫内温度と設定値とに基づく通常のＰＩＤ演算にて決定するようにしてもよい。
【００６９】
また、実施例では機械式膨張弁や電子式膨張弁を用いた冷媒回路に本発明を適用したが、請求項１の発明はそれに限らず、キャピラリチューブで蒸発器に流入する冷媒を絞る場合にも有効である。
【符号の説明】
【００７０】
１  ショーケース冷却装置
３Ａ〜３Ｈ  ショーケース
４、５  冷媒配管
６  冷凍機
７  圧縮機
８  凝縮器
１２  液電磁弁（開閉弁）
１３、３３  膨張弁
１４  蒸発器
１７  庫内温度センサ
１７  吹出温度センサ
２３  主制御装置（制御手段）
２４  冷凍機制御装置（制御手段）
２６  ショーケース制御装置（制御手段）
３１、３２  ＰＩＤ演算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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