(57)【要約】【課題】蒸発器の冷媒過熱度を目標過熱度に制御する膨張弁の弁開度を、ＰＩＤ制御により適切に決定することができる冷凍装置を提供する。【解決手段】冷凍装置Ｒは、蒸発器９の入口側に接続された膨張弁１１により蒸発器の冷媒過熱度を制御するものであって、膨張弁１１の弁開度をＰＩＤ制御により調整して蒸発器９の冷媒過熱度を所定の目標過熱度に制御する端末側制御装置１３を備え、この端末側制御装置１３は、膨張弁１１の弁開度を縮小させるとき、ＰＩＤ演算における比例係数ＫPを、弁開度を拡大させるときの比例係数ＫPとは異なるものとする。【選択図】図１
2014190658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発器の入口側に接続された膨張弁により前記蒸発器の冷媒過熱度を制御する冷凍装置において、
前記膨張弁の弁開度をＰＩＤ制御により調整して前記蒸発器の冷媒過熱度を所定の目標過熱度に制御する制御手段を備え、
該制御手段は、前記膨張弁の弁開度を縮小させるとき、前記ＰＩＤ演算における係数を、前記弁開度を拡大させるときの係数とは異なるものとすることを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記蒸発器の冷媒過熱度を検出するための蒸発器過熱度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記目標過熱度と前記蒸発器の現在の冷媒過熱度との偏差に基づくＰＩＤ演算により前記膨張弁の弁開度を制御することを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記膨張弁の弁開度を縮小させるときの前記ＰＩＤ演算における比例係数を、前記弁開度を拡大させるときの比例係数より大きくすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記蒸発器は複数台のオープンショーケースにそれぞれ設けられ、各オープンショーケースの蒸発器と所定の冷媒回路を構成する圧縮機を有した冷凍機から、前記各オープンショーケースの蒸発器に冷媒を供給するものであり、
前記オープンショーケースの陳列室内は冷凍温度に冷却されることを特徴とする請求項３に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記陳列室への吹出冷気温度を検出するための吹出冷気温度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記陳列室への吹出冷気温度が当該吹出冷気温度の設定温度に近づくに従って前記目標過熱度を大きくすることを特徴とする請求項４に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記陳列室への吹出冷気温度の設定温度を基準として複数の制御ゾーンを設定し、各制御ゾーンにおいて前記目標過熱度を変更することを特徴とする請求項５に記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膨張弁により蒸発器の冷媒過熱度を制御する冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より例えばスーパーマーケットやコンビニエンスストア等の店舗には、オープンショーケースが複数台設置されている。そして、各オープンショーケースの蒸発器と熱交換した冷気を陳列室内に吹き出すことにより、当該陳列室内において商品を冷却しながら陳列していた。また、各オープンショーケースの蒸発器にはそれらと共に冷凍装置の冷媒回路を構成する冷凍機の圧縮機から冷媒が分配供給されるものであるが、この蒸発器への冷媒供給は入口側に接続された膨張弁により制御していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、近年ではステッピングモータ等で駆動される所謂電動膨張弁（特許文献１では電子膨張弁と称されている）が採用されるようになって来ている。係る膨張弁を制御する場合には、蒸発器の所定の目標過熱度を設定し、蒸発器の冷媒過熱度（出口冷媒温度と入口冷媒温度との差）がこの目標過熱度となるようにその弁開度を調整していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５５８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、図５及び図６にこの種オープンショーケースにおける蒸発器出口の温度と膨張弁の弁開度との関係を示す。各図は蒸発器出口の温度（冷媒出口温度）に応じて動作するベローズで弁開度が調整される所謂機械式の膨張弁（温度膨張弁とも云われる）の動作を示しており、図５は陳列室内が冷蔵温度に冷却される冷蔵タイプのオープンショーケースの場合を、図６は陳列室内が冷凍温度に冷却される冷凍タイプのオープンショーケースの場合の機械式膨張弁の理想の動作特性である。
【０００６】
蒸発器出口の温度が上昇している状況では、冷媒過熱度が拡大しているため、目標過熱度（機械式の膨張弁の場合には通常５ｄｅｇ程）にするために膨張弁はベローズの拡張により、蒸発器により多く冷媒を流すよう弁開度を拡大していく。そして、蒸発器出口の温度が下降に転じると、今度は逆にベローズが収縮するため、弁開度を縮小していく動作となる。
【０００７】
この弁開度の拡大と縮小動作の特性は、冷蔵タイプのオープンショーケースと冷凍タイプのオープンショーケースとでは異なる設定とされており、特に縮小させる動作は図６に示されるように冷凍タイプの方がより速く弁開度が縮小されるように構成されていた。これは、蒸発温度がより低くなる冷凍タイプで発生し易い圧縮機への液バックを確実に阻止するためである。
【０００８】
一方、膨張弁として所謂電動膨張弁を使用する場合、その弁開度は制御装置により目標過熱度と現在の冷媒過熱度との偏差に基づくＰＩＤ演算により決定される。そのため、冷蔵タイプのオープンショーケースと冷凍タイプのオープンショーケースとで弁開度の拡大と縮小の特性が同一となっており、冷凍タイプでは液バックが発生する危険性が高くなっていた。
【０００９】
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、蒸発器の冷媒過熱度を目標過熱度に制御する膨張弁の弁開度を、ＰＩＤ制御により適切に決定することができる冷凍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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の冷凍装置は、蒸発器の入口側に接続された膨張弁により蒸発器の冷媒過熱度を制御するものであって、膨張弁の弁開度をＰＩＤ制御により調整して蒸発器の冷媒過熱度を所定の目標過熱度に制御する制御手段を備え、この制御手段は、膨張弁の弁開度を縮小させるとき、ＰＩＤ演算における係数を、弁開度を拡大させるときの係数とは異なるものとすることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明の冷凍装置は、上記発明において蒸発器の冷媒過熱度を検出するための蒸発器過熱度検出手段を備え、制御手段は、目標過熱度と蒸発器の現在の冷媒過熱度との偏差に基づくＰＩＤ演算により膨張弁の弁開度を制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明の冷凍装置は、上記各発明において制御手段は、膨張弁の弁開度を縮小させるときのＰＩＤ演算における比例係数を、弁開度を拡大させるときの比例係数より大きくすることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明の冷凍装置は、上記発明において蒸発器は複数台のオープンショーケースにそれぞれ設けられ、各オープンショーケースの蒸発器と所定の冷媒回路を構成する圧縮機を有した冷凍機から、各オープンショーケースの蒸発器に冷媒を供給するものであり、オープンショーケースの陳列室内は冷凍温度に冷却されることを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明の冷凍装置は、上記発明において陳列室への吹出冷気温度を検出するための吹出冷気温度検出手段を備え、制御手段は、陳列室への吹出冷気温度が当該吹出冷気温度の設定温度に近づくに従って目標過熱度を大きくすることを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明の冷凍装置は、上記発明において制御手段は、陳列室への吹出冷気温度の設定温度を基準として複数の制御ゾーンを設定し、各制御ゾーンにおいて目標過熱度を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、蒸発器の入口側に接続された膨張弁により蒸発器の冷媒過熱度を制御する冷凍装置において、膨張弁の弁開度をＰＩＤ制御により調整して蒸発器の冷媒過熱度を所定の目標過熱度に制御する制御手段を備え、この制御手段が、膨張弁の弁開度を縮小させるときのＰＩＤ演算における係数を、弁開度を拡大させるときの係数と異なるものとしたので、膨張弁の弁開度制御が所望の特性となるようＰＩＤ制御により適切に弁開度を決定することができるようになる。
【００１７】
この場合、例えば請求項２の発明の如く蒸発器の冷媒過熱度を検出するための蒸発器過熱度検出手段を設け、制御手段により目標過熱度と蒸発器の現在の冷媒過熱度との偏差に基づくＰＩＤ演算により膨張弁の弁開度を制御し、請求項３の発明の如く膨張弁の弁開度を縮小させるときのＰＩＤ演算における比例係数を、弁開度を拡大させるときの比例係数より大きくすれば、請求項４の発明のように蒸発器での蒸発温度が低い冷凍タイプのオープンショーケース等における液バックの問題を効果的に解消することが可能となる。
【００１８】
また、請求項５の発明の如く陳列室への吹出冷気温度を検出するための吹出冷気温度検出手段を設けて、制御手段が陳列室への吹出冷気温度が当該吹出冷気温度の設定温度に近づくに従って目標過熱度を大きくするようにすれば、例えば、請求項６の発明の如く吹出冷気温度の設定温度を基準として複数の制御ゾーンを設定し、各制御ゾーンにおいて目標過熱度を変更することにより、陳列室への吹出冷気温度に基づいて膨張弁により蒸発器の冷媒過熱度を調整し、蒸発器の有効面積を変化させることができるようになる。
【００１９】
これにより、オープンショーケースの陳列室を的確且つ安定的に冷却することが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を適用した一実施例のオープンショーケースを複数台備えた冷凍装置の冷媒回路及び制御の構成図である。
【図２】図１のオープンショーケースの縦断側面図である。
【図３】図１のオープンショーケースの膨張弁の弁開度決定のフローチャートである。
【図４】図１のオープンショーケースの膨張弁の実際の弁開度制御を説明する図である。
【図５】冷蔵タイプのオープンショーケース用の膨張弁の動作特性を示す図である。
【図６】冷凍タイプのオープンショーケース用の膨張弁の動作特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。本発明を適用した一実施例の冷凍装置Ｒは、スーパーマーケット等の店舗に設置される複数台の冷凍タイプのオープンショーケース１を冷却するものであり、店舗内に設置された各オープンショーケース１と、それらに冷媒を分配供給する冷凍機２とから構成されている。実施例の冷凍機２は運転周波数を制御可能な圧縮機３と、該圧縮機３の吐出側に接続されて高温高圧のガス冷媒を放熱させる放熱器４と、この放熱器４を空冷する室外送風機６とを備えている。
【００２２】
尚、冷凍装置Ｒで使用する冷媒は周知のものであり、ここでは特定しないが、放熱器４において凝縮する冷媒の場合には、放熱器４は凝縮器となり、二酸化炭素の如く高圧側が超臨界状態となる場合には、冷媒は放熱器４で凝縮せず、放熱するのみとなる。
【００２３】
この冷凍機２は店舗外に設置されており、放熱器４の出口側に接続された冷媒配管７と圧縮機３の吸込側に接続された冷媒配管８が店舗内に向かい、これらに各オープンショーケース１が並列に接続されるかたちとなる。即ち、各オープンショーケース１は後に詳述する如く蒸発器９とこの蒸発器９の冷媒入口側に接続された膨張弁１１とを備えており、膨張弁１１の冷媒入口が冷媒配管７に、蒸発器９の冷媒出口が冷媒配管８に接続されて冷凍装置Ｒの周知の冷媒回路が構成される。尚、実施例の膨張弁１１はステッピングモータで駆動される電動膨張弁であり、全閉を含む所定の値に弁開度を制御可能とされている。
【００２４】
図１において１２は主制御装置である。この主制御装置１２は、店舗に設置された各オープンショーケース１及び冷凍機２を集中制御するためのマスターコントローラであり、この主制御装置１２において各オープンショーケース１の設定温度等の運転条件を設定することができるように構成されている。各オープンショーケース１及び冷凍機２には端末側制御装置１３が設けられており、それぞれ主制御装置１２と通信線により接続され、データの送受信を行えるように構成されている（図１では最も左のオープンショーケース１のみに示す）。
【００２５】
これら主制御装置１２及び各端末側制御装置１３は何れもマイクロコンピュータにより構成されており、これらにより本発明における制御手段が構築される。主制御装置１２からは各オープンショーケース１や冷凍機２の端末側制御装置１３に対して付与されたＩＤと共に前述した運転条件に関するデータ等が送信され、各端末側制御装置１３からは自らのＩＤと共に各オープンショーケース１及び冷凍機２の各部の温度や圧力等の運転状態に関するデータが主制御装置１２に送信され、収集される。主制御装置１２ではこれら収集したデータを確認／分析等できるように構成されており、これにより、主制御装置１２は各オープンショーケース１や冷凍機２を集中制御可能とされている。
【００２６】
冷凍機２には、冷媒回路の低圧圧力を検出する低圧圧力検出手段としての低圧圧力センサ１４等が設けられ、冷凍機２の端末側制御装置１３に接続されている。そして、冷凍機２の端末側制御装置１３は、この低圧圧力センサ１４が検出する冷媒回路の低圧圧力と所定の低圧設定値に基づき、低圧圧力が低圧設定値となるように冷凍機２の圧縮機３の運転周波数と室外送風機６の運転を制御する。
【００２７】
次に、オープンショーケース１及びそれに設けられた端末側制御装置１３について説明する。実施例のオープンショーケース１は、断面略コ字状の断熱壁１６と、この断熱壁１６の両側に取り付けられた図示しない側板とから構成されている。断熱壁１６の内側にはそれぞれ間隔を存して仕切板１７、１８が取り付けられ、これら仕切板１７及び１８間を内層ダクト１９、外側の仕切板１８と断熱壁１６の間を外層ダクト２１とされている。
【００２８】
内側の仕切板１７の下部前方には底板２２が設けられており、これら仕切板１７と底板２２の内側を陳列室２３としている。陳列室２３の前面開口２４の上縁の断熱壁１６にはハニカム材が取り付けられた内層吹出口２６及び外層吹出口２７が並設されており、これら内層吹出口２６及び外層吹出口２７は内層ダクト１９及び外層ダクト２１にそれぞれ連通している。開口２４の下縁の断熱壁１６には内層吸込口２８と外層吸込口２９が並設されており、両吸込口２８、２９は内層ダクト１９及び外層ダクト２１にそれぞれ連通している。
【００２９】
一方、底板２２下方の内層ダクト１９及び外層ダクト２１内には、内層送風機３１及び外層送風機３２がそれぞれ取り付けられている。また、背面の内層ダクト１９内には冷凍装置Ｒの冷媒回路を構成する前述した蒸発器９が縦設されると共に、陳列室２３内には商品陳列用の棚３３が複数段架設されている。また、３４は開口２４の上側の断熱壁１６前面に取り付けられた温度表示器である。
【００３０】
次に、３６は内層吹出口２６手前の内層ダクト１９内に設けられた吹出冷気温度検出手段としての吹出温度センサであり、蒸発器９と熱交換した後、内層吹出口２６から吹き出される冷気の温度（吹出冷気温度）を検出する。３７は陳列室２３内の上部に設けられた陳列室温度検出手段としての陳列室温度センサであり、陳列室２３内の冷気の温度（陳列室内温度）を検出する。また、３８は内層送風機３１手前の内層ダクト１９内に設けられた吸込冷気温度検出手段としての吸込温度センサであり、内層吸込口２８から吸い込まれた冷気の温度（吸込冷気温度）を検出する。また、４１及び４２は蒸発器９の冷媒入口側及び冷媒出口側の冷媒温度をそれぞれ検出する入口温度センサ及び出口温度センサであり、これらが蒸発器過熱度検出手段を構成する。
【００３１】
そして、これら吹出温度センサ３６、陳列室温度センサ３７、吸込温度センサ３８、入口温度センサ４１及び出口温度センサ４２の出力は当該オープンショーケース１の端末側制御装置１３に接続される。そして、端末側制御装置１３はこれら温度センサの出力に基づいて膨張弁１１の弁開度や各送風機３１、３２の運転を制御すると共に、陳列室温度センサ３７が検出する温度を温度表示器３４にて表示する。特に端末側制御装置１３は出口温度センサ４２が検出する蒸発器９の冷媒出口温度と入口温度センサ４１が検出する蒸発器９の冷媒入口温度との差から蒸発器９の冷媒過熱度を検出し、この冷媒過熱度に基づいて膨張弁１１の弁開度を制御する。
【００３２】
以上の構成で実施例の冷凍装置Ｒの動作について説明する。圧縮機３が運転されると、この圧縮機３により圧縮された高温高圧のガス冷媒は放熱器４に流入して放熱する（そこで凝縮する冷媒を使用している場合には凝縮する）。放熱器４を出た冷媒は冷媒配管７を経て店舗内に入り、各オープンショーケース１に分配される。オープンショーケース１の膨張弁１１に至った冷媒はそこで減圧された後、蒸発器９に流入して蒸発する。このときの吸熱作用で蒸発器９は冷却能力を発揮する。
【００３３】
蒸発器９と熱交換した内層ダクト１９内の冷気は内層送風機３１により開口２４上縁の内層吹出口２６から陳列室２３の開口２４に向けて吹き出され、開口２４下縁の内層吸込口２８から吸い込まれることにより、開口２４に冷気エアーカーテンが構成される。尚、外層送風機３２により外層ダクト２１を経て外層吹出口２７から吹き出され、外層吸込口２９から吸い込まれる空気エアーカーテンは内側の冷気エアーカーテンをガードする役割を果たす。
【００３４】
この冷気エアーカーテンの一部は陳列室２３内に循環されて各棚３３上の商品が冷凍温度に冷却されることになる。蒸発器９を出た冷媒は冷媒配管８で他のオープンショーケース１からの冷媒と合流した後、再び圧縮機３に吸い込まれる循環を繰り返す。
【００３５】
次に、各オープンショーケース１の膨張弁１１の弁開度制御について説明する。先ず、各オープンショーケース１の端末側制御装置１３は、主制御装置１２から当該端末側制御装置１３宛に送信された目標過熱度と、出口温度センサ４２及び入口温度センサ４１から得られる蒸発器９の冷媒過熱度に基づき、この冷媒過熱度が目標過熱度となるように膨張弁（電動膨張弁）１１の弁開度を制御する。この場合、端末側制御装置１３は実用・非干渉ＰＩＤ制御により膨張弁１１を制御する。
【００３６】
即ち、実施例では膨張弁１１の操作量（弁開度変化量）ΔＭＶｎを、現在の冷媒過熱度と目標過熱度との偏差ｅ、比例係数ＫP、微分係数ＫD、積分時間ＴI、微分時間ＴDで表現される一般的な実用・非干渉ＰＩＤ演算式により算出する。オープンショーケース１の端末側制御装置１３は蒸発器９の現在の冷媒過熱度と目標過熱度との偏差ｅに基づく係るＰＩＤ演算により膨張弁１１の弁開度を制御し、蒸発器９の冷媒過熱度を目標過熱度に制御する。
【００３７】
この場合、端末側制御装置１３は膨張弁１１の弁開度を縮小させるときの前記比例係数ＫPと、弁開度を拡大させるときの比例係数ＫPとを切り換え、それぞれ異なるものを使用する。図３はその比例係数ＫPを切り換えて弁開度を決定する端末側制御装置１３のフローチャートを示している。
【００３８】
端末側制御装置１３は、ステップＳ１で出口温度センサ４２が検出する現在の蒸発器９の冷媒出口温度（蒸発器出口温度）とそれから所定時間（ｔ秒）前の蒸発器９の冷媒出口温度との差が０より大きいか否か判断する。即ち、この所定時間内に蒸発器９の冷媒出口温度が上昇しているか否か判断する。上昇しているときには蒸発器９の冷媒過熱度が拡大しているのであるから、端末側制御装置１３によるＰＩＤ演算は膨張弁１１の弁開度を拡大する方向となるが、その場合にはステップＳ２に進んで比例係数ＫP「小」でＰＩＤ演算を実行する。
【００３９】
逆に、ステップＳ１でこの所定時間内の蒸発器９の冷媒出口温度が同一若しくは下降しているときには、蒸発器９の冷媒過熱度が縮小に向かっているから、端末側制御装置１３によるＰＩＤ演算は膨張弁１１の弁開度を縮小する方向となるが、その場合にはステップＳ３に進んで比例係数ＫP「大」でＰＩＤ演算を実行する。そして、何れの場合にもステップＳ４に進んで膨張弁１１に演算した弁開度を出力する。
【００４０】
これにより電動膨張弁である膨張弁１１の弁開度特性は、図６の場合と同様により速く弁開度が縮小される状態となり、蒸発温度がより低くなる冷凍タイプのオープンショーケース１で発生し易い圧縮機３への液バックを確実に阻止することができるようになる。
【００４１】
次に、以上のようなＰＩＤ演算で弁開度が決定される膨張弁１１の実際の弁開度制御について図４を参照しながら説明する。主制御装置１２（各オープンショーケース１の端末側制御装置１３でも良い）には、各オープンショーケース１の吹出冷気温度の設定温度が設定される。そして、主制御装置１２は設定された設定温度（温調設定）を基準として複数の制御ゾーン（実施例では制御ゾーン１〜制御ゾーン４の合計４つ）を設定する（図４）。
【００４２】
この場合、実施例の主制御装置１２は吹出冷気温度の設定温度より所定値高い切換温度１と、該切換温度１と設定温度の間の切換温度２を設定し、切換温度１以上の領域を制御ゾーン１、切換温度１より低く切換温度２以上の領域を制御ゾーン２、切換温度２より低く設定温度より高い領域を制御ゾーン３、設定温度以下の領域を制御ゾーン４とする。
【００４３】
そして、オープンショーケース１の端末側制御装置１３から送信された吹出冷気温度（吹出温度センサ３６が検出）が設定温度から上に最も離れた制御ゾーン１にあるときは目標過熱度を目標過熱度１（例えば５ｄｅｇ程度）、制御ゾーン１より設定温度に近い制御ゾーン２にあるときは目標過熱度を目標過熱度１より大きい目標過熱度２（例えば８ｄｅｇ程度）、制御ゾーン２より設定温度に更に近い制御ゾーン３にあるときは目標過熱度を目標過熱度２より更に大きい目標過熱度３（例えば１５ｄｅｇ程度）とする。即ち、設定温度に近い制御ゾーン程、目標過熱度を大きくする。これにより、吹出冷気温度がその設定値に近づくに従って目標過熱度は大きくなる。そして、主制御装置１２は当該オープンショーケース１の端末側制御装置１３に決定した目標過熱度のデータ（運転条件に関するデータ）を送信する。尚、吹出冷気温度が制御ゾーン４にあるときは、主制御装置１２は膨張弁１１を全閉（弁開度零）とする旨のデータ（運転条件に関するデータ）を当該オープンショーケースの端末側制御装置１３に送信する。
【００４４】
主制御装置１２から膨張弁１１の制御に関する上記データを受信したオープンショーケース１の端末側制御装置１３は、出口温度センサ４２と入口温度センサ４１から得られる蒸発器９の冷媒過熱度が各目標過熱度となるように前述のようなＰＩＤ演算により膨張弁１１の弁開度を制御すると共に、全閉の指示が送信された場合には、膨張弁１１を全閉（弁開度零）とする。
【００４５】
係る膨張弁１１の弁開度制御によるオープンショーケース１の吹出温度の推移を図４に併せて示している。オープンショーケース１を設置した直後や蒸発器９の霜取後の所謂プルダウンを想定すると、吹出温度センサ３６が検出する現在の吹出冷気温度が切換温度１以上に高く、制御ゾーン１にある場合には目標過熱度は目標過熱度１（５ｄｅｇ程度）とされるので、蒸発器９の有効面積は大きい（冷媒入口から出口付近まで液冷媒が存在する量の冷媒が膨張弁１１から供給される）。これにより、内層送風機３１により循環され、蒸発器９と熱交換した後、内層吹出口２６から吹き出される冷気の温度（吹出冷気温度）は急速に低下していく。
【００４６】
その後、吹出冷気温度が切換温度１よりも低くなり、制御ゾーン２に入ると、目標過熱度は目標過熱度２（８ｄｅｇ程度）に拡大される。これにより、蒸発器９の有効面積は縮小されるので、吹出冷気温度の低下度合いは緩慢となる。そして、吹出冷気温度が切換温度２よりも低くなり、制御ゾーン３に入ると、目標過熱度は目標過熱度３（１５ｄｅｇ程度）に更に拡大される。これにより、蒸発器９の有効面積は更に縮小されるので、吹出冷気温度の低下度合いは更に緩やかとなり、設定温度に漸近していき、多少上下しながらも安定することになる（図４）。
【００４７】
尚、吹出冷気温度が設定温度以下となって制御ゾーン４に入った場合、前述したように膨張弁１１は全閉とされるので、蒸発器９への冷媒供給は停止し、陳列室３の冷却は停止することになる（サーモＯＦＦ）。その後、吹出温度センサ３６が検出する温度が上昇して制御ゾーン３に入った場合、膨張弁１１は再び開放され、目標過熱度３で制御される状態に復帰する。
【００４８】
以上詳述したように本発明では、蒸発器９の入口側に接続された膨張弁１１により蒸発器９の冷媒過熱度を制御する冷凍装置Ｒにおいて、膨張弁１１の弁開度をＰＩＤ制御により調整して蒸発器９の冷媒過熱度を所定の目標過熱度に制御する主制御装置１２及び端末側制御装置１３を備え、端末側制御装置１３が膨張弁１１の弁開度を縮小させるときのＰＩＤ演算における比例係数ＫPを、弁開度を拡大させるときの比例係数ＫPと異なるものとしたので、膨張弁１１の弁開度制御が所望の特性となるようＰＩＤ制御により適切に弁開度を決定することができるようになる。
【００４９】
実施例では膨張弁１１の弁開度を縮小させるときのＰＩＤ演算における比例係数を、弁開度を拡大させるときの比例係数より大きくしたので、蒸発器９での冷媒の蒸発温度が低い冷凍タイプのオープンショーケース１における圧縮機３への液バックの問題を効果的に解消することが可能となる。
【００５０】
また、陳列室２３への吹出冷気温度が当該吹出冷気温度の設定温度に近づくに従って目標過熱度を大きくするようにしていおり、実施例では吹出冷気温度の設定温度を基準として複数の制御ゾーン１〜４を設定し、各制御ゾーン１〜４において目標過熱度を変更しているので、陳列室２３への吹出冷気温度に基づいて膨張弁１１により蒸発器９の冷媒過熱度を調整し、蒸発器９の有効面積を変化させることができるようになる。これにより、オープンショーケース１の陳列室２３を的確且つ安定的に冷却することが可能となるものである。
【００５１】
尚、実施例では主制御装置１２と端末側制御装置１３から構築される冷凍装置Ｒで膨張弁１１の弁開度制御について説明したが、それに限らず、端末側制御装置１３が自らのオープンショーケース１の蒸発器９の目標過熱度を設定し、膨張弁１１の弁開度を制御するようにしてもよい。
【００５２】
特に、実施例では膨張弁１１の弁開度を縮小させるときの比例係数を、拡大させるときより大きくしたが、冷凍タイプのオープンショーケース１以外の冷凍装置に適用する場合には、それに限らず、当該冷凍装置で要求される膨張弁の弁開度制御の特性に応じて、異なる比例係数を用いるようにすればよい。
【００５３】
また、実施例ではＰＩＤ演算における比例係数ＫPを「小」と「大」に切り換えるものとしたが、それらの値は冷凍装置の用途に応じて適宜設定すべきものである。更に、実施例では比例係数ＫPのみを変更したが、請求項１及び請求項２の発明ではそれに限らず、微分係数ＫDも含めて変更するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
Ｒ  冷凍装置
１  オープンショーケース
２  冷凍機
３  圧縮機
４  放熱器
７、８  冷媒配管
９  蒸発器
１１  膨張弁
１２  主制御装置（制御手段）
１３  端末側制御装置（制御手段）
１４  低圧圧力センサ
２３  陳列室
３６  吹出温度センサ（吹出冷気温度検出手段）
４１  入口温度センサ（蒸発器過熱度検出手段）
４２  出口温度センサ（蒸発器過熱度検出手段）
【図１】
2014190658.tif 000003
【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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