(57)【要約】【課題】この発明は、冷却状態を維持することができる範囲内で消費電力量を下げることができるインバータ冷凍機の制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】通常時は、熱負荷に応じてコンプレッサの回転数が自動制御されるインバータ冷凍機の制御装置において、所定時間毎に、少なくとも、時刻、外気温度およびインバータ冷凍機のコンプレッサの回転数の情報を、運転状態データベースに保存させる保存手段、インバータ冷凍機の熱負荷が高負荷であるときに、電力効率が最も良いコンプレッサの回転数を理想回転数として、運転状態データベース内の現在の環境条件に対応する回転数より理想回転数の方が大きいか否かを判別する判別手段、ならびに現在の環境条件に対応する回転数より理想回転数の方が大きいと判別した場合に、コンプレッサの回転数が理想回転数となるように、コンプレッサの回転数を制御する制御手段を備えている。【選択図】図１
2008151478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常時は、熱負荷に応じてコンプレッサの回転数が自動制御されるインバータ冷凍機の制御装置において、
所定時間毎に、少なくとも、時刻、外気温度およびインバータ冷凍機のコンプレッサの回転数の情報を、運転状態データベースに保存させる保存手段、
インバータ冷凍機の熱負荷が高負荷であるときに、電力効率が最も良いコンプレッサの回転数を理想回転数として、運転状態データベース内の現在の環境条件に対応する回転数より理想回転数の方が大きいか否かを判別する判別手段、ならびに
現在の環境条件に対応する回転数より理想回転数の方が大きいと判別した場合に、コンプレッサの回転数が理想回転数となるように、コンプレッサの回転数を制御する制御手段、
を備えていることを特徴とするインバータ冷凍機の制御装置。
【請求項２】
通常時は、熱負荷に応じてコンプレッサの回転数が自動制御されるインバータ冷凍機の制御装置において、
所定時間毎に、少なくとも、時刻、外気温度、インバータ冷凍機のコンプレッサの回転数およびインバータ冷凍機が設けられている施設内のデマンド時限開始時から現在までの消費電力積算値の情報を、運転状態データベースに保存させる保存手段、
運転状態データベースに保存されている施設内の消費電力積算値データに基づいて、今回のデマンド時限での施設内の消費電力積算値の予測値および次のデマンド時限での施設内の消費電力積算値の予測値を算出するための算出手段、
インバータ冷凍機の熱負荷が高負荷であるときに、電力効率が最も良いコンプレッサの回転数を理想回転数として、運転状態データベース内の現在の環境条件に対応する回転数より理想回転数の方が大きいという第１条件と、次のデマンド時限での施設内の消費電力積算値の予測値が予め定められた目標値以下であるか、または次のデマンド時限での施設内の消費電力積算値の予測値が今回のデマンド時限での施設内の消費電力積算値の予測値以下であるという第２条件との両方を満たしているか否かを判別する判別手段、ならびに  第１条件および第２条件の両方を満たしていると判別した場合に、コンプレッサの回転数が理想回転数となるように、電力効率優先の回転数制御を行なう制御手段、
を備えていることを特徴とするインバータ冷凍機の制御装置。
【請求項３】
運転状態データベースに保存されたデータに基づいて、時間帯と外気温度によって規定される環境条件別に、コンプレッサの回転数を回転数データベースに保存させる手段を備えており、
判別手段は、インバータ冷凍機の熱負荷が高負荷であるときに、電力効率が最も良いコンプレッサの回転数を理想回転数として、回転数データベース内の現在の環境条件に対応する回転数より理想回転数の方が大きいか否かを判別するものであることを特徴とする請求項１に記載のインバータ冷凍機の制御装置。
【請求項４】
運転状態データベースに保存されたデータに基づいて、時間帯と外気温度によって規定される環境条件別に、コンプレッサの回転数および施設内の消費電力積算値を回転数・電力データベースに保存させる手段を備えており、
算出手段は、回転数・電力データベースに保存されている施設内の消費電力積算値データに基づいて、今回のデマンド時限での施設内の消費電力積算値の予測値および次のデマンド時限での施設内の消費電力積算値の予測値を算出するものであり、
判別手段は、インバータ冷凍機の熱負荷が高負荷であるときに、電力効率が最も良いコンプレッサの回転数を理想回転数として、回転数・電力データベース内の現在の環境条件に対応する回転数より理想回転数の方が大きいという第１条件と、次のデマンド時限での施設内の消費電力積算値の予測値が予め定められた目標値以下であるか、または次のデマンド時限での施設内の消費電力積算値の予測値が今回のデマンド時限での施設内の消費電力積算値の予測値以下であるという第２条件との両方を満たしているか否かを判別するものであることを特徴とする請求項２に記載のインバータ冷凍機の制御装置。
【請求項５】
電力効率優先の回転数制御を開始してから一定時間が経過したときには、電力効率優先の回転数制御を解除させる手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至４に記載のインバータ冷凍機の制御装置。
【請求項６】
インバータ冷凍機に冷媒配管によって接続されたショーケースを有し、
電力効率優先の回転数制御が行なわれている場合に、電力効率優先の回転数制御の開始時点からショーケースの温度が所定温度以上、上昇したか否かを判別する手段、および電力効率優先の回転数制御の開始時点からショーケースの温度が所定温度以上、上昇したと判別したときには、電力効率優先の回転数制御を解除させる手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至４に記載のインバータ冷凍機の制御装置。
【請求項７】
インバータ冷凍機に冷媒配管によって接続されたショーケースを有し、
電力効率優先の回転数制御が行なわれている場合に、一定時間内にショーケースの霜取り運転が開始されるか否かを判別する手段、および一定時間内にショーケースの霜取り運転が開始されると判別したときには、電力効率優先の回転数制御を解除させる手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至４に記載のインバータ冷凍機の制御装置。
【請求項８】
通常時は、熱負荷に応じてコンプレッサの回転数が自動制御されるインバータ冷凍機と、インバータ冷凍機のコンプレッサの回転数の制御において通常時とは異なる制御を行なうための冷凍機の制御装置とを備えた電力消費システムにおいて、該冷凍機の制御装置が請求項１乃至７記載のインバータ冷凍機の制御装置であることを特徴とする電力消費システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インバータ冷凍機の制御装置およびインバータ冷凍機の制御装置を備えた電力消費システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍機においては、運転効率を上げるために、コンプレッサの回転数をインバータ制御する方式が採用されつつある。このようなインバータ制御方式の冷凍機（インバータ冷凍機）では、熱負荷に応じてコンプレッサの回転数が制御されるため、熱負荷に応じた効率的な運転を行なうことが可能である。一般的には、熱負荷が大きくなるとコンプレッサの回転数が上がり、熱負荷が小さくなるとコンプレッサの回転数が下がる。熱負荷が大きい（高負荷）場合とは、冷凍機に冷媒配管によって接続されたショーケースの霜取り運転の直後である場合（霜取り運転が終了してから所定時間以内である場合）またはショーケースの庫内温度が設定温度より所定温度（例えば３°Ｃ）以上高い場合をいう。
【０００３】
熱負荷に応じてコンプレッサの回転数を制御する手法は、既によく知られている。例えば、特開平１０−３１８６４４号公報には、ショーケースの冷却状態を計測し、現在の冷媒能力がショーケースの熱負荷に対して不足しているかどうかを判定し、その結果に基づいてコンプレッサの回転数を制御する技術が開示されている。
【０００４】
また、特開２００２−２６７３０９号公報には、霜取り運転後のコンプレッサの回転数について、霜取りに要した時間に応じて回転数を増加させる技術が開示されている。また、特開平８−２８５４２５号公報には、気温の上昇など熱負荷が高まった場合には、商用回転数相当以上の回転数でコンプレッサを運転するように制御する技術が開示されている。
【０００５】
ところで、ショーケースの霜取り運転後の温度上昇等のように、一時的に熱負荷が増えている場合に、コンプレッサの回転数を上げると短時間で元の状態まで冷却できる。しかしながら、コンプレッサの回転数としては、最も電力効率の良い回転数（以下、理想回転数という）が存在するので、コンプレッサの回転数を理想回転数より上げた場合には、消費電力が増加する。
【０００６】
コンプレッサの理想回転数について説明する。電力増加に応じてコンプレッサの回転数が増加し、冷媒配管中の冷媒の流量が増加する。ある回転数においては、回転数の増加に対する冷媒流量の増加率が他の回転数の場合と比べて大きく上昇し、その結果、冷却効率が上昇する。すなわち、ある回転数においては、消費電力に対する冷却効率が最も良くなる。この回転数を理想回転数という。
【特許文献１】特開平１０−３１８６４４号公報
【特許文献２】特開２００２−２６７３０９号公報
【特許文献３】特開平８−２８５４２５号公報
【特許文献４】特開２０００−７８８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、熱負荷が高くなったとしても、「回転数を抑えてもショーケースの冷却が十分可能である場合」には、回転数が理想回転数より高くならないように制御することにより、消費電力量を下げつつ冷却状態を維持することが可能である。
【０００８】
特開２０００−７８８８８号公報には、低回転時においてインバータ制御回路への入力電圧を低減させることによって、低負荷時であっても消費電力の観点から高効率で運転できるようにした技術が開示されているが、高負荷時に状況を判断して回転数を抑えるような仕組みは備わっていない。
【０００９】
この発明は、回転数を抑えてもショーケースの冷却が十分可能である範囲、すなわち、ショーケースの冷却状態を維持することができる範囲内で消費電力量を下げることができるインバータ冷凍機の制御装置および電力消費システム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】
この発明による第１のインバータ冷凍機の制御装置は、通常時は、熱負荷に応じてコンプレッサの回転数が自動制御されるインバータ冷凍機の制御装置において、所定時間毎に、少なくとも、時刻、外気温度およびインバータ冷凍機のコンプレッサの回転数の情報を、運転状態データベースに保存させる保存手段、インバータ冷凍機の熱負荷が高負荷であるときに、電力効率が最も良いコンプレッサの回転数を理想回転数として、運転状態データベース内の現在の環境条件に対応する回転数より理想回転数の方が大きいか否かを判別する判別手段、ならびに現在の環境条件に対応する回転数より理想回転数の方が大きいと判別した場合に、コンプレッサの回転数が理想回転数となるように、コンプレッサの回転数を制御する制御手段を備えていることを特徴とする。
【００１１】
この発明による第２のインバータ冷凍機の制御装置は、通常時は、熱負荷に応じてコンプレッサの回転数が自動制御されるインバータ冷凍機の制御装置において、所定時間毎に、少なくとも、時刻、外気温度、インバータ冷凍機のコンプレッサの回転数およびインバータ冷凍機が設けられている施設内のデマンド時限開始時から現在までの消費電力積算値の情報を、運転状態データベースに保存させる保存手段、運転状態データベースに保存されている施設内の消費電力積算値データに基づいて、今回のデマンド時限での施設内の消費電力積算値の予測値および次のデマンド時限での施設内の消費電力積算値の予測値を算出するための算出手段、インバータ冷凍機の熱負荷が高負荷であるときに、電力効率が最も良いコンプレッサの回転数を理想回転数として、運転状態データベース内の現在の環境条件に対応する回転数より理想回転数の方が大きいという第１条件と、次のデマンド時限での施設内の消費電力積算値の予測値が予め定められた目標値以下であるか、または次のデマンド時限での施設内の消費電力積算値の予測値が今回のデマンド時限での施設内の消費電力積算値の予測値以下であるという第２条件との両方を満たしているか否かを判別する判別手段、ならびに第１条件および第２条件の両方を満たしていると判別した場合に、コンプレッサの回転数が理想回転数となるように、電力効率優先の回転数制御を行なう制御手段、を備えていることを特徴とする。
【００１２】
運転状態データベースに保存されたデータに基づいて、時間帯と外気温度によって規定される環境条件別に、コンプレッサの回転数を回転数データベースに保存させる手段を設け、判別手段としては、インバータ冷凍機の熱負荷が高負荷であるときに、電力効率が最も良いコンプレッサの回転数を理想回転数として、回転数データベース内の現在の環境条件に対応する回転数より理想回転数の方が大きいか否かを判別するものを用いてもよい。      
【００１３】
運転状態データベースに保存されたデータに基づいて、時間帯と外気温度によって規定される環境条件別に、コンプレッサの回転数および施設内の消費電力積算値を回転数・電力データベースに保存させる手段を設け、算出手段としては、回転数・電力データベースに保存されている施設内の消費電力積算値データに基づいて、今回のデマンド時限での施設内の消費電力積算値の予測値および次のデマンド時限での施設内の消費電力積算値の予測値を算出するものを用い、判別手段としては、インバータ冷凍機の熱負荷が高負荷であるときに、電力効率が最も良いコンプレッサの回転数を理想回転数として、回転数・電力データベース内の現在の環境条件に対応する回転数より理想回転数の方が大きいという第１条件と、次のデマンド時限での施設内の消費電力積算値の予測値が予め定められた目標値以下であるか、または次のデマンド時限での施設内の消費電力積算値の予測値が今回のデマンド時限での施設内の消費電力積算値の予測値以下であるという第２条件との両方を満たしているか否かを判別するものを用いてもよい。
【００１４】
電力効率優先の回転数制御を開始してから一定時間が経過したときには、電力効率優先の回転数制御を解除させる手段を備えていてもよい。
【００１５】
インバータ冷凍機に冷媒配管によってショーケースが接続されている場合において、電力効率優先の回転数制御が行なわれている場合に、電力効率優先の回転数制御の開始時点からショーケースの温度が所定温度以上、上昇したか否かを判別する手段、および電力効率優先の回転数制御の開始時点からショーケースの温度が所定温度以上、上昇したと判別したときには、電力効率優先の回転数制御を解除させる手段を備えていてもよい。
【００１６】
インバータ冷凍機に冷媒配管によってショーケースが接続されている場合において、電力効率優先の回転数制御が行なわれている場合に、一定時間内にショーケースの霜取り運転が開始されるか否かを判別する手段、および一定時間内にショーケースの霜取り運転が開始されると判別したときには、電力効率優先の回転数制御を解除させる手段を備えていてもよい。
【００１７】
この発明による電力消費システムは、通常時は、熱負荷に応じてコンプレッサの回転数が自動制御されるインバータ冷凍機と、インバータ冷凍機のコンプレッサの回転数の制御において通常時とは異なる制御を行なうための冷凍機の制御装置とを備えた電力消費システムにおいて、該冷凍機の制御装置が請求項１乃至７記載のインバータ冷凍機の制御装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、回転数を抑えてもショーケースの冷却が十分可能である範囲、すなわち、ショーケースの冷却状態を維持することができる範囲内で消費電力量を下げることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、この発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、スーパーマーケット等の店舗内に設けられた電力消費機器と、それらの機器を集中管理する制御装置（以下、コントローラという）とを示している。
【００２１】
コントローラ２０には、店舗内に配置された各電力消費機器、例えば、ショーケース１、ショーケース１を冷却するための冷凍機２などが通信線３０により接続されている。ショーケース１と冷凍機２とは、冷媒を循環させるための冷媒配管によって接続されており、ショーケース１には冷凍機２から冷媒配管を介して冷媒が供給される。冷凍機２としては、コンプレッサの回転数をインバータ制御する方式が採用されたインバータ冷凍機が用いられている。冷凍機２は、熱負荷が高くなるほどコンプレッサの回転数が高くなるようにコンプレッサの回転数を制御する機能を備えており、通常時は、この機能によってコンプレッサの回転数が制御されている。この実施例では、所定の条件を満たす状況となった場合には、冷凍機２のコンプレッサの回転数が、コントローラ２０によって、理想回転数となるように制御される。
【００２２】
また、コントローラ２０には、消費電力を測定する電力計１１が接続されている。さらに、コントローラ２０には、外気温度を測定するための温度センサ１２が接続されている。
【００２３】
コントローラ２０は、ＣＰＵ２１を備えている。ＣＰＵ２１には、そのプログラム等を記憶するＲＯＭ２２、必要なデータを記憶するＲＡＭ２３、回転数データベース２４、運転状態データベース２５、タイマ２６等が接続されている。回転数データベース２４および運転状態データベース２５は、例えば、書き換え可能な不揮発性メモリ内に作成されている。なお、ショーケース１の庫内温度の情報は、コントローラ２０内のＣＰＵ２１に送られている。
【００２４】
回転数データベース２４には、環境条件毎に、冷凍機２のコンプレッサの回転数データ（過去の実績データ）が記憶される。この例では、図２に示すように、環境条件は時間帯と外気温度とによって規定される。図２の各マスが各環境条件を示している。図２の例では、時間帯は３０分間隔で区切られ、外気温度は５度間隔で区切られている。図２に斜線で示すマスは、時間帯が０：３０〜１：００であり、外気温度が５°Ｃ〜１０°Ｃである環境条件を示している。
【００２５】
図３は、回転数データベース２４の内容の一部であって、時間帯が０：３０〜１：００であり、外気温度が５°Ｃ〜１０°Ｃである環境条件に対して記憶された回転数データを示している。
【００２６】
各環境条件に対して、最大１０個の実績データ（回転数データ）が保存できる。１つの環境条件に対して、実績データが１０個を超える場合には、最も旧いデータが除去され、最新のデータが新たに加えられる。
【００２７】
運転状態データベース２５には、図４に示すように、１分刻みの時刻毎に、外気温度および冷凍機２のコンプレッサの回転数が記憶される。なお、回転数データベース２４は、後述するように、運転状態データベース２５内の情報から作成される。
【００２８】
図５は、コントローラ２０（ＣＰＵ２１）によって実行される冷凍機の制御処理手順を示している。
【００２９】
この処理は、所定時間、例えば、１分毎に実行される。Ｆは、冷凍機２のコンプレッサの回転数を通常とは異なる制御（電力効率優先の回転数制御）を行なっていることを記憶するためのフラグであり、電源オン時の初期設定においてリセット（Ｆ＝０）される。
【００３０】
まず、現在の機器の運転状態を調べる（ステップＳ１０１）。例えば、冷凍機２に接続されているショーケース１の霜取り運転のスケジュール、ショーケース１の庫内温度等を調べる。
【００３１】
次に、フラグＦがセット（Ｆ＝１）されているか否かを判別する（ステップＳ１０２）。フラグＦがリセット（Ｆ＝０）されている場合には、現在、冷凍機２に対する熱負荷が高負荷状態となっているか否かを判別する（ステップＳ１１３）。高負荷状態とは、ショーケース１の霜取り運転の直後（霜取り運転が終了してから所定時間以内である場合）またはショーケース１の庫内温度が設定温度よりα度（例えば３°Ｃ）以上高い場合をいう。なお、冷凍機２に複数のショーケースが接続されている場合には、少なくとも１つのショーケースが霜取り運転の直後である場合、または少なくとも１つのショーケースの庫内温度が設定温度よりα度以上高い場合に、冷凍機２に対する熱負荷が高負荷状態となっていると判別する。
【００３２】
高負荷状態でない場合には、現在の時刻、外気温度および冷凍機２のコンプレッサの回転数を運転状態データベース２５に記録した後（ステップＳ１１４）、ステップＳ１１５に移行する。外気温度は、温度センサ１２から取得する。
【００３３】
上記ステップＳ１１３において、冷凍機２に対する熱負荷が高負荷状態であると判別した場合には、電力効率優先の回転数制御を行なうか否かを判定するために、ステップＳ１０７に移行する。ステップＳ１０７では、回転数データベース２４から、現在の時刻および外気温度に対応するコンプレッサの回転数を取得して、現在の時刻および外気温度に適した回転数Ｒａを調べる。現在の時刻および外気温度に対応するコンプレッサの回転数が回転数データベース２４に複数存在している場合には、それらの最大値または平均値を現在の時刻および外気温度に適した回転数Ｒａとする。
【００３４】
そして、ステップＳ１０７で得られた回転数Ｒａと、予め冷凍機の特性として把握されている理想回転数（最も電力効率が良い回転数）Ｒｂとを比較する（ステップＳ１０８）。冷凍機２に対する熱負荷が高負荷状態でありかつＲａ＜Ｒｂである場合が、所定の条件を満たす状況となった場合に該当し、上述したように、冷凍機２のコンプレッサの回転数が、コントローラ２０によって、理想回転数となるように制御される。
【００３５】
Ｒａ＜Ｒｂであれば、フラグＦをセット（Ｆ＝１）した後（ステップＳ１０９）、冷凍機２のコンプレッサの回転数がＲｂとなるように制御する（ステップＳ１１０）。そして、ステップＳ１１５に進む。つまり、Ｒａ＜Ｒｂであれば、通常時とは異なる回転数制御（電力効率優先の回転数制御）を行なう。
【００３６】
現在は、高負荷状態であるため、通常の負荷状態時の回転数Ｒａより高い回転数（おそらく理想回転数Ｒｂより高い回転数）で、コンプレッサは制御されているはずである。一方、通常の負荷状態時の回転数Ｒａより高い回転数で運転すれば、少なくとも機器（ショーケース）は冷える方向に向かうと考えられる。そこで、高負荷状態であっても、理想回転数Ｒｂが通常の負荷状態時の回転数Ｒａより大きい（Ｒａ＜Ｒｂ）である場合には、電力効率を優先して、コンプレッサの回転数を理想回転数Ｒｂに制御するようにしている。      
【００３７】
上記ステップＳ１０８において、Ｒａ≧Ｒｂである場合には、フラグＦをリセット（Ｆ＝０）にした後（ステップＳ１１１）、電力効率優先の回転数制御（ステップＳ１１０によって行なわれている回転数制御）を解除する（ステップＳ１１２）。そして、ステップＳ１１５に進む。つまり、Ｒａ≧Ｒｂであれば、電力効率優先の回転数制御を行なわない。この理由は、機器（ショーケース）が冷えるためには、最低限、Ｒａ以上の回転数でコンプレッサを運転する必要があるからである。
【００３８】
ステップＳ１１５では、環境条件を規定する時間帯が切り替わった直後であるか否かを判別する。環境条件を規定する時間帯は３０分間隔で区切られているので、時刻がＭ時００分（Ｍは０〜２３の自然数）またはＭ時３０分になった直後であるか否かを判別する。環境条件を規定する時間帯が切り替わった直後ではないと判別した場合には、今回の処理を終了する。
【００３９】
上記ステップＳ１１５において、環境条件を規定する時間帯が切り替わった直後であると判別した場合には、その前の時間帯での回転数を、その前の時間帯での環境条件に一致する環境条件に対する実績データとして、回転数データベース２４に記憶する（ステップＳ１１６）。この際、前の時間帯での回転数は、運転状態データベース２５に記憶されている当該時間帯の回転数データの平均値を算出することにより求める。また、外気温度は、運転状態データベース２５に記憶されている前の時間帯の外気温度データの平均値を算出することにより求める。そして、今回の処理を終了する。
【００４０】
上記ステップＳ１０２において、フラグＦがセット（Ｆ＝１）されていると判別した場合には、フラグＦが最後にセットされた時点から一定時間が経過しているか否かを判別する（ステップＳ１０３）。一定時間が経過している場合には、電力効率優先の回転数制御を解除するためにステップＳ１１１に移行する。
【００４１】
上記ステップＳ１０３において、フラグＦが最後にセットされた時点から一定時間が経過していないと判別した場合には、フラグＦが最後にセットされた時点からショーケースの庫内温度が１°Ｃ以上上昇したか否かを判別する（ステップＳ１０４）。冷凍機２に複数のショーケースが接続されている場合には、少なくとも１つのショーケースが庫内温度が１°Ｃ以上上昇していれば、ステップＳ１０４でＹＥＳとなる。
【００４２】
フラグＦが最後にセットされた時点からショーケースの温度が１°Ｃ以上上昇している場合には、電力効率優先の回転数制御を解除するためにステップＳ１１１に移行する。
【００４３】
上記ステップＳ１０４において、フラグＦが最後にセットされた時点からショーケースの温度が１°Ｃ以上上昇していない場合には、一定時間内にショーケースの霜取り運転が予定されているか否かを判別する（ステップＳ１０５）。冷凍機２に複数のショーケースが接続されている場合には、少なくとも１つのショーケースの霜取り運転が予定されていれば、ステップＳ１０５でＹＥＳとなる。
【００４４】
一定時間内にショーケースの霜取り運転が予定されている場合には、電力効率優先の回転数制御を解除するためにステップＳ１１１に移行する。
【００４５】
上記ステップＳ１０５において、一定時間内にショーケースの霜取り運転が予定されていない場合には、現在、冷凍機２に対する熱負荷が高負荷状態となっているか否かを判別する（ステップＳ１０６）。高負荷状態とは、上述したように、ショーケース１の霜取り運転の直後（霜取り運転が終了してから所定時間以内である場合）またはショーケース１の庫内温度が設定温度よりα度（例えば３°Ｃ）以上高い場合をいう。
【００４６】
高負荷状態でない場合には、電力効率優先の回転数制御を解除するためにステップＳ１１１に移行する。高負荷状態である場合には、電力効率優先の回転数制御を行なうか否かを判定するために、ステップＳ１０７に移行する。
【００４７】
上記実施例１では、ステップＳ１０７において、回転数データベース２４から、現在の時刻および外気温度に対応するコンプレッサの回転数を取得して、現在の時刻および外気温度に適した回転数Ｒａを調べているが、運転状態データベース２５から現在の時刻および外気温度に対応するコンプレッサの回転数を取得して、現在の時刻および外気温度に適した回転数Ｒａを調べるようにしてもよい。この場合には、回転数データベース２４を省略することができる。
【実施例２】
【００４８】
実施例２は、実施例１に加えてデマンド制御を考慮した実施例である。デマンド制御とは、電気料金が過去１年間のデマンドピーク（デマンド時限毎の電力積算値のうちの最大値）によって決まるため、デマンド時限（例えば、３０分毎）の電力積算値を抑え、デマンドピークを抑えることをいう。
【００４９】
図６は、スーパーマーケット等の店舗内に設けられた電力消費機器と、それらの機器を集中管理するコントローラとを示している。図６において、図１と同じものには同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５０】
図６のシステムと、図１のシステムと比較すると、データベース２４Ａ、２５Ａの内容が図１のデータベース２４、２５の内容と異なっている。また、ＣＰＵ２１による冷凍機の制御方法が図１と異なっている。
【００５１】
回転数・電力データベース２４Ａには、環境条件毎に、消費電力積算値データと冷凍機２のコンプレッサの回転数データとが記憶される。この例では、図２に示すように、環境条件は時間帯と外気温度とによって規定される。図２の各マスが各環境条件を示している。図２の例では、時間帯はデマンド時限に対応して３０分間隔で区切られ、外気温度は５度間隔で区切られている。図２に斜線で示すマスは、時間帯が０：３０〜１：００であり、外気温度が５°Ｃ〜１０°Ｃである環境条件を示している。
【００５２】
図７は、回転数・電力データベース２４Ａの内容の一部であって、時間帯が０：３０〜１：００であり、外気温度が５°Ｃ〜１０°Ｃである環境条件に対して記憶された回転数データおよび消費電力積算値データを示している。
【００５３】
各環境条件に対して、最大１０個の実績データ（回転数データおよび消費電力積算値データ）が保存できる。１つの環境条件に対して、実績データが１０個を超える場合には、最も旧いデータが除去され、最新のデータが新たに加えられる。
【００５４】
運転状態データベース２５Ａには、図８に示すように、１分刻みの時刻毎に、外気温度、冷凍機２のコンプレッサの回転数およびデマンド時限開始時から現在までの消費電力積算値が記憶される。なお、デマンド時限開始時には、消費電力積算値を０にする。
【００５５】
図９は、コントローラ２０（ＣＰＵ２１）によって実行される冷凍機の制御処理手順を示している。
【００５６】
図５の処理手順と比較すると、図９では、ステップＳ２０９およびステップＳ２１０の処理が追加されている。また、データベース２４Ａ、２５Ａの内容が異なることから、ステップＳ２１６およびステップＳ２１８の処理内容が、図５のステップＳ１１４およびＳ１１６の処理内容とは異なっている。
【００５７】
以下、図９の処理手順について説明する。この処理は、所定時間、例えば、１分毎に実行される。Ｆは、冷凍機２のコンプレッサの回転数を通常とは異なる制御（電力効率優先の回転数制御）を行なっていることを記憶するためのフラグであり、電源オン時の初期設定においてリセット（Ｆ＝０）される。
【００５８】
まず、現在の機器の運転状態を調べる（ステップＳ２０１）。例えば、冷凍機２に接続されているショーケース１の霜取り運転のスケジュール、ショーケース１の庫内温度等を調べる。
【００５９】
次に、フラグＦがセット（Ｆ＝１）されているか否かを判別する（ステップＳ２０２）。フラグＦがリセット（Ｆ＝０）されている場合には、現在、冷凍機２に対する熱負荷が高負荷状態となっているか否かを判別する（ステップＳ２１５）。高負荷状態とは、ショーケース１の霜取り運転の直後（霜取り運転が終了してから所定時間以内である場合）またはショーケース１の庫内温度が設定温度よりα度（例えば３°Ｃ）以上高い場合をいう。なお、冷凍機２に複数のショーケースが接続されている場合には、少なくとも１つのショーケースが霜取り運転の直後である場合、または少なくとも１つのショーケースの庫内温度が設定温度よりα度以上高い場合に、冷凍機２に対する熱負荷が高負荷状態となっていると判別する。
【００６０】
高負荷状態でない場合には、現在の時刻、外気温度、冷凍機２のコンプレッサの回転数およびデマンド時限開始時から現在までの消費電力積算値を運転状態データベース２５Ａに記録した後（ステップＳ２１６）、ステップＳ２１７に移行する。外気温度は、温度センサ１２から取得する。デマンド時限開始時から現在までの消費電力積算値は、電力計１１から取得した消費電力と、運転状態データベース２５Ａに記録されている消費電力積算値とに基づいて算出する。
【００６１】
上記ステップＳ２１５において、冷凍機２に対する熱負荷が高負荷状態であると判別した場合には、電力効率優先の回転数制御を行なうか否かを判定するために、ステップＳ２０７に移行する。ステップＳ２０７では、回転数・電力データベース２４Ａから、現在の時刻および外気温度に対応するコンプレッサの回転数データを取得して、現在の時刻および外気温度に適した回転数Ｒａを調べる。現在の時刻および外気温度に対応するコンプレッサの回転数が回転数・電力データベース２４Ａに複数存在している場合には、それらの最大値または平均値を、現在の時刻および外気温度に適した回転数Ｒａとする。
【００６２】
そして、ステップＳ２０７で得られた回転数Ｒａと、予め冷凍機の特性として把握されている理想回転数（最も電力効率が良い回転数）Ｒｂとを比較する（ステップＳ２０８）。
【００６３】
Ｒａ＜Ｒｂであれば、現在のデマンド時限Ｎでの電力超過予測量Ｚn と、次のデマンド時限（Ｎ＋１）での電力超過予測量Ｚn+1 とを算出する（ステップＳ２０９）。
【００６４】
デマンド時限Ｎの電力超過予測量Ｚn の算出方法について説明する。まず、デマンド時限Ｎでの消費電力積算値の予測値Ｘn を次のようにして算出する。デマンド時限Ｎの開始時から現在までの実際の消費電力積算値をｘ１とする。また、回転数・電力データベース２４Ａから、現在の時刻および外気温度に対応する消費電力積算値データを取得し、それらの平均値を算出する。得られた平均値をｘ２とする。また、現在のデマンド時限の残り時間をＴｒ〔分〕とする。次式（１）により、現在のデマンド時限での消費電力積算値の予測値Ｘn を算出する。
【００６５】
Ｘn ＝ｘ１＋｛ｘ２×（Ｔｒ／３０）｝  …（１）
【００６６】
各デマンド時限における消費電力積算値の目標値をＹとすると、次式（２）により、デマンド時限Ｎでの電力超過予測量Ｚn を算出する。
【００６７】
Ｚn ＝Ｘn −Ｙ                          …（２）
【００６８】
デマンド時限（Ｎ＋１）の電力超過予測量Ｚn+1 の算出方法について説明する。まず、デマンド時限（Ｎ＋１）での消費電力積算値の予測値Ｘn+1 を求める。予測値Ｘn+1 は、回転数・電力データベース２４Ａから、デマンド時限（Ｎ＋１）の時刻および現在の外気温度に対応する消費電力積算値データを取得し、それらの平均値または最大値を算出することにより得られる。そして、次式（３）により、デマンド時限（Ｎ＋１）での電力超過予測量Ｚn+1 を算出する。
【００６９】
Ｚn+1 ＝Ｘn+1 −Ｙ                          …（３）
【００７０】
次に、”Ｚn+1 ＜０”または”Ｚn ＞Ｚn+1 ”という判定条件を満たしているか否かを判別する（ステップＳ２１０）。後述するように、判定条件を満たしている場合には、電力効率優先の回転数制御が行なわれ、判定条件を満たしてない場合には、電力効率優先の回転数制御は行なわれない。
【００７１】
具体的には、「次のデマンド時限の消費電力積算値の予測値Ｘn+1 が目標値Ｙより小さい場合」または「次のデマンド時限の消費電力積算値の予測値Ｘn+1 が目標値Ｙ以上であるが、その電力超過予測量Ｚn+1 が現在のデマンド時限での電力超過予測量Ｚn より小さい場合」には、判定条件を満たしていると判別される。
【００７２】
このような判定条件を設けている理由は、判定条件を満たしていない場合、つまり、「次のデマンド時限の消費電力積算値の予測値Ｘn+1 が目標値Ｙ以上であり、かつその電力超過予測量Ｚn+1 が現在のデマンド時限での電力超過予測量Ｚn 以上である場合」には、電力効率優先の回転数制御を行なうことによって、さらに次のデマンド時限での消費電力積算値が大きくなり、デマンドピークを増大させてしまう可能性があるからである。
【００７３】
一方、「次のデマンド時限の消費電力積算値の予測値Ｘn+1 が目標値Ｙ以上であっても、その電力超過予測量Ｚn+1 が現在のデマンド時限での電力超過予測量Ｚn より小さい場合」には、現在のデマンド時限において電力効率優先の回転数制御を行なうことにより、現在のデマンド時限での消費電力積算値を小さくでき、デマンドピークを下げられる可能性があるため、電力効率優先の回転数制御を行なう。
【００７４】
ステップＳ２１０において、判定条件を満たしていると判別した場合には、フラグＦをセット（Ｆ＝１）した後（ステップＳ２１１）、冷凍機２のコンプレッサの回転数がＲｂとなるように制御する（ステップＳ２１２）。つまり、Ｒａ＜ＲｂでかつステップＳ２０９の判定条件を満たしている場合には、通常とは異なる回転数制御（電力効率優先の回転数制御）を行なう。そして、ステップＳ２１７に進む。
【００７５】
上記ステップＳ２０８においてＲａ≧Ｒｂであると判別した場合には、フラグＦをリセット（Ｆ＝０）にした後（ステップＳ２１３）、電力効率優先の回転数制御（ステップＳ２１２によって行なわれている回転数制御）を解除する（ステップＳ２１４）。そして、ステップＳ２１７に進む。上記ステップＳ２１０において、判定条件を満たしていないと判別した場合には、ステップＳ２１３に進む。
【００７６】
ステップＳ２１７では、環境条件を規定する時間帯が切り替わった直後であるか否かを判別する。環境条件を規定する時間帯は３０分間隔で区切られているので、時刻がＭ時００分（Ｍは０〜２３の自然数）またはＭ時３０分になった直後であるか否かを判別する。環境条件を規定する時間帯が切り替わった直後ではないと判別した場合には、今回の処理を終了する。
【００７７】
上記ステップＳ２１７において、環境条件を規定する時間帯が切り替わった直後であると判別した場合には、その前の時間帯での回転数および消費電力積算値を、その前の時間帯での環境条件に一致する環境条件に対する実績データとして、回転数・電力データベース２４Ａに記憶する（ステップＳ２１８）。この際、前の時間帯での回転数は、運転状態データベース２５Ａに記憶されている当該時間帯の回転数データの平均値を算出することにより求める。また、前の時間帯での消費電力積算値データは、運転状態データベース２５Ａに記憶されている当該時間帯の消費電力積算値から求める。また、外気温度は、運転状態データベース２５Ａに記憶されている前の時間帯の外気温度データの平均値を算出することにより求める。そして、今回の処理を終了する。
【００７８】
上記ステップＳ２０２において、フラグＦがセット（Ｆ＝１）されていると判別した場合には、フラグＦが最後にセットされた時点から一定時間が経過しているか否かを判別する（ステップＳ２０３）。一定時間が経過している場合には、電力効率優先の回転数制御を解除するためにステップＳ２１３に移行する。
【００７９】
上記ステップＳ２０３において、フラグＦが最後にセットされた時点から一定時間が経過していないと判別した場合には、フラグＦが最後にセットされた時点からショーケースの庫内温度が１°Ｃ以上上昇したか否かを判別する（ステップＳ２０４）。冷凍機２に複数のショーケースが接続されている場合には、少なくとも１つのショーケースが庫内温度が１°Ｃ以上上昇していれば、ステップＳ２０４でＹＥＳとなる。フラグＦが最後にセットされた時点からショーケースの温度が１°Ｃ以上上昇している場合には、電力効率優先の回転数制御を解除するためにステップＳ２１３に移行する。
【００８０】
上記ステップＳ２０４において、フラグＦが最後にセットされた時点からショーケースの温度が１°Ｃ以上上昇していない場合には、一定時間内にショーケースの霜取り運転が予定されているか否かを判別する（ステップＳ２０５）。冷凍機２に複数のショーケースが接続されている場合には、少なくとも１つのショーケースの霜取り運転が予定されていれば、ステップＳ２０５でＹＥＳとなる。一定時間内にショーケースの霜取り運転が予定されている場合には、電力効率優先の回転数制御を解除するためにステップＳ２１３に移行する。
【００８１】
上記ステップＳ２０５において、一定時間内にショーケースの霜取り運転が予定されていない場合には、現在、冷凍機２に対する熱負荷が高負荷状態となっているか否かを判別する（ステップＳ２０６）。高負荷状態とは、上述したように、ショーケース１の霜取り運転の直後（霜取り運転が終了してから所定時間以内である場合）またはショーケース１の庫内温度が設定温度よりα度（例えば３°Ｃ）以上高い場合をいう。
【００８２】
高負荷状態でない場合には、電力効率優先の回転数制御を解除するためにステップＳ２１３に移行する。高負荷状態である場合には、電力効率優先の回転数制御を行なうか否かを判定するために、ステップＳ２０７に移行する。
【００８３】
上記実施例２では、ステップＳ２０７において、回転数・電力データベース２４Ａから、現在の時刻および外気温度に対応するコンプレッサの回転数データを取得して、現在の時刻および外気温度に適した回転数Ｒａを調べているが、運転状態データベース２５Ａから現在の時刻および外気温度に対応するコンプレッサの回転数を取得して、現在の時刻および外気温度に適した回転数Ｒａを調べるようにしてもよい。また、上記実施例２では、ステップＳ２０９において、回転数・電力データベース２４Ａ内の情報に基づいて、現在のデマンド時限Ｎでの電力超過予測量Ｚn と、次のデマンド時限（Ｎ＋１）での電力超過予測量Ｚn+1 とを算出しているが、運転状態データベース２５Ａ内の情報に基づいて、現在のデマンド時限Ｎでの電力超過予測量Ｚn と、次のデマンド時限（Ｎ＋１）での電力超過予測量Ｚn+1 とを算出するようにしてもよい。この場合には、回転数・電力データベース２４Ａを省略することができる。
【００８４】
上記実施例１、２によれば、消費電力の観点から適切な回転数でインバータ冷凍機を運転させることが可能となり、電力効率を高めることができる。すなわち、回転数を抑えてもショーケースの冷却が十分可能である範囲、すなわち、ショーケースの冷却状態を維持することができる範囲内で消費電力量を下げることができる。
【００８５】
また、上記実施例１、２によれば、ショーケースの庫内温度が高くなり、熱負荷が大きくなった場合のみ電力効率優先の回転数制御を行なうようにしているため、不必要にインバータ冷凍機の回転数を上げるといったことを防止できる。さらに、電力効率優先の回転数制御を開始してからの経過時間が一定時間以上になったとき、電力効率優先の回転数制御を行なっている場合にショーケースの庫内温度が上昇したり、霜取り運転の直前となったときなど、電力効率優先の回転数制御を続けることが好ましくない状況となったときには、電力効率優先の回転数制御を適切に中止することが可能である。
【００８６】
上記実施例２では、現在のデマンド時限において電力効率優先の回転数制御を行なうと、次のデマンド時限での消費電力積算値が大きくなる可能性があるので、「次のデマンド時限の消費電力積算値の予測値が目標値以上であり、かつその電力超過予測量が現在のデマンド時限での電力超過予測量以上である場合」には、現在のデマンド時限において電力効率優先の回転数制御を行なわないようにしている。このため、電力効率優先の回転数制御を行なうことによって、デマンドピークが増大するといった危険性を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】スーパーマーケット等の店舗内に設けられた電力消費機器と、それらの機器を集中管理する制御装置（コントローラ）とを示すブロック図である。
【図２】時間帯と外気温度とによって規定された各環境条件を説明するための模式図である。
【図３】回転数データベース２４の内容の一部を示す模式図である。
【図４】運転状態データベース２５の内容例を示す模式図である。
【図５】コントローラ２０（ＣＰＵ２１）によって実行される冷凍機の制御処理手順を示すフローチャートである。
【図６】スーパーマーケット等の店舗内に設けられた電力消費機器と、それらの機器を集中管理するコントローラとを示すブロック図である。
【図７】回転数・電力データベース２４Ａの内容の一部を示す模式図である。
【図８】運転状態データベース２５Ａの内容例を示す模式図である。
【図９】コントローラ２０（ＣＰＵ２１）によって実行される冷凍機の制御処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８８】
１  ショーケース
２  冷凍機
３  空調機
１１  電力計
１２  温度センサ
２０  コントローラ
２１  ＣＰＵ
２２  ＲＯＭ
２３  ＲＡＭ
２４  回転数データベース
２４Ａ  回転数・電力データベース
２５、２５Ａ    運転状態データベース
２６  タイマ
【図１】
2008151478.tif 000003
【図２】
2008151478.tif 000004
【図３】
2008151478.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008151478.tif 000007
【図６】
2008151478.tif 000008
【図７】
2008151478.tif 000009
【図８】
2008151478.tif 000010
【図９】
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