(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ショーケース内温度情報を入力するショーケース温度入力手段と、
室内温度情報を入力する室内温度入力手段と、
室内湿度情報を入力する室内湿度入力手段と、
前記室内温度入力手段から入力される室温温度、及び、前記室内湿度入力手段から入力される室内湿度から未来の予測室内エンタルピーを予測する室内エンタルピー予測手段と、
前記ショーケース温度入力手段によって入力されるショーケース内温度、及び、前記室内エンタルピー予測手段によって予測される予測室内エンタルピーに基づいてショーケースの温度を制御する制御手段と、
外気温度情報を入力する外気温度入力手段と、
該外気温度入力手段によって入力される外気温度情報から未来の予測外気温度を予測する外気温度予測手段とを備え、
前記制御手段は、前記外気温度予測手段によって予測される予測外気温度に基づいてショーケースの温度を制御することを特徴とするショーケース制御システム。
【請求項２】
過去の外気温度を記憶する記憶手段を備え、
前記外気温度予測手段は、該記憶手段に記憶されているデータに基づいて予測外気温度を予測することを特徴とする請求項１記載のショーケース制御システム。
【請求項３】
前記外気温度予測手段は、前記ショーケースと冷凍機とを結ぶ冷媒配管の長さに応じた時間だけ未来の予測外気温度を予測することを特徴とする請求項１又は２記載のショーケース制御システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記予測外気温度に、凝縮器の周辺の高温を補正するバイアス温度を加えた予測バイアス外気温度に基づいてショーケースを制御することを特徴とする請求項１記載のショーケース制御システム。
【請求項５】
ショーケース内温度情報を入力するショーケース温度入力ステップと、
室内温度情報を入力する室内温度入力ステップと、
室内湿度情報を入力する室内湿度入力ステップと、
前記室内温度入力ステップによって入力される室温温度、及び、前記室内湿度入力ステップによって入力される室内湿度から未来の予測室内エンタルピーを予測する室内エンタルピー予測ステップと、
前記ショーケース温度入力ステップによって入力されるショーケース内温度、及び、前記室内エンタルピー予測ステップによって予測される予測室内エンタルピーに基づいてショーケースの温度を制御する制御ステップと、
外気温度情報を入力する外気温度入力ステップと、
該外気温度入力ステップによって入力される外気温度情報から未来の予測外気温度を予測する外気温度予測ステップとを備え、
前記制御ステップは、前記外気温度予測ステップによって予測される予測外気温度に基づいてショーケースの温度を制御することを特徴とするショーケース制御方法。
【請求項６】
コンピュータを、
ショーケース内温度情報を入力するショーケース温度入力手段と、室内温度情報を入力する室内温度入力手段と、室内湿度情報を入力する室内湿度入力手段と、前記室内温度入力手段から入力される室温温度、及び、前記室内湿度入力手段から入力される室内湿度から未来の予測室内エンタルピーを予測する室内エンタルピー予測手段と、前記ショーケース温度入力手段によって入力されるショーケース内温度、及び、前記室内エンタルピー予測手段によって予測される予測室内エンタルピーに基づいてショーケースの温度を制御する制御手段と、外気温度情報を入力する外気温度入力手段と、該外気温度入力手段によって入力される外気温度情報から未来の予測外気温度を予測する外気温度予測手段とを備え、前記制御手段は、前記外気温度予測手段によって予測される予測外気温度に基づいてショーケースの温度を制御するショーケース制御システム
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スーパーやコンビニなどで冷凍品や冷蔵品などを陳列するショーケースを制御するショーケース制御システム、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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おいて、飲料や食料等を冷蔵又は冷凍しながら陳列するためにショーケースが用いられている。スーパーマーケットなどの店舗に設置される冷凍冷蔵ショーケースは、冷凍装置を備え、商品を陳列したショーケース庫内に吹出し口から冷気を吹出して庫内を所定の温度に冷却し、吹出した冷気は吸込み口から吸込んで再度冷却して冷気として庫内に吐出している。
庫内の冷却温度は、収納している商品の種類によって異なり、ショーケースごとに庫内温度が設定される。この庫内の目標温度の設定は、ショーケースごとに設置されている冷凍冷蔵ショーケース用制御器で行う。目標温度が設定されたならば、庫内温度を検出して庫内温度がこの目標温度に近づくように冷凍装置の電磁弁を開閉制御して温度制御する。
【０００３】
特許文献１には、外気温度情報を入力する外気温度入力手段と、該外気温度入力手段によって入力された外気温度情報から算出された外気温度に基づいて、冷房時には最高温度時の外気温に対する現状外気温の比率を、暖房時には最低温度時の外気温と所定の室温との温度差に対する現状外気温と前記室温との温度差の比率を外気温係数として算出する外気温係数算出手段と、冷房時の前記最高温度時の空調機の平均稼働率、及び暖房時の前記最低温度時の空調機の平均稼働率をピーク稼働率として算出するピーク稼働率算出手段と、該ピーク稼働率算出手段によって算出されたピーク稼働率に前記外気温係数算出手段によって算出された外気温係数を乗算して各時の平均稼働率を算出する平均稼働率算出手段と、該平均稼働率算出手段によって算出された平均稼働率に対して（１−平均稼働率）を平均余剰率として算出する平均余剰率算出手段と、該平均余剰率算出手段によって算出された平均余剰率に対して最大値が所定値である制御率を算出する制御率算出手段と、該制御率算出手段によって算出された制御率の分だけ空調機を省エネ制御する空調制御手段と、ショーケースを省エネ制御するケース制御率を算出するケース制御率算出手段と、該ケース制御率算出手段によって算出された制御率の分だけショーケースを省エネ制御するケース制御手段とを備えるショーケース制御システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８２２３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来のショーケース制御システムにあっては、外気温度を検出し、検出した外気温度に基づいてショーケースを制御するフィードバック制御を行っていたので、ショーケース制御が後追い制御になり、迅速、かつ、適切な制御ができないという課題がある。
【０００６】
本発明の目的は、迅速、かつ、適切に、ショーケースを制御して、必要最小限のエネルギでショーケースを制御することができるショーケース制御システム、方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るショーケース制御システムは、ショーケース内温度情報を入力するショーケース温度入力手段と、室内温度情報を入力する室内温度入力手段と、室内湿度情報を入力する室内湿度入力手段と、前記室内温度入力手段から入力される室温温度、及び、前記室内湿度入力手段から入力される室内湿度から未来の予測室内エンタルピーを予測する室内エンタルピー予測手段と、前記ショーケース温度入力手段によって入力されるショーケース内温度、及び、前記室内エンタルピー予測手段によって予測される予測室内エンタルピーに基づいてショーケースの温度を制御する制御手段と、外気温度情報を入力する外気温度入力手段と、該外気温度入力手段によって入力される外気温度情報から未来の予測外気温度を予測する外気温度予測手段とを備え、前記制御手段は、前記外気温度予測手段によって予測される予測外気温度に基づいてショーケースの温度を制御することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、室内エンタルピーを予測して、予測された室内エンタルピーに基づいてショーケースを制御するので、予測した熱負荷の推定結果を、ショーケース制御に反映させることで、効果の高いショーケース省エネ制御を実現することができる。
【０００９】
さらに、外気温度情報を入力する外気温度入力手段と、該外気温度入力手段によって入力される外気温度情報から未来の予測外気温度を予測する外気温度予測手段とを備え、前記制御手段は、前記外気温度予測手段によって予測される予測外気温度に基づいてショーケースの温度を制御することで、外気温度を後追いするのではなく先取りした外気温度に基づいてショーケースを制御するので、迅速、かつ、適切に、ショーケースを制御して、必要最小限のエネルギでショーケースを制御することができる。
【００１０】
また、過去の外気温度を記憶する記憶手段を備え、前記外気温度予測手段は、該記憶手段に記憶されているデータに基づいて予測外気温度を予測することで、過去のデータを用いて過去の現在時刻に対してどのように温度が変化しているかを参考に、現在の外気温度から未来を予測することができる。
【００１１】
また、前記外気温度予測手段は、前記ショーケースと冷凍機とを結ぶ冷媒配管の長さに応じた時間だけ未来の予測外気温度を予測することで、冷媒配管の長さに応じた時間だけ先の（未来の）予測外気温度に基づいてショーケースを制御することができ、迅速、かつ、適切に、ショーケースを制御して、必要最小限のエネルギでショーケースを制御することができる。
【００１２】
また、前記制御手段は、前記予測外気温度に、前記凝縮器の周辺の高温を補正するバイアス温度を加えた予測バイアス外気温度に基づいてショーケースを制御することで、予測外気温度に代えて、外気温度よりも高い状態にある凝縮器周辺の予測バイアス外気温度を用いることで、凝縮器周辺における高温の外気温度をも考慮した、より適切なショーケース制御を行うことができる。
【００１３】
また、本発明に係るショーケース制御方法は、ショーケース内温度情報を入力するショーケース温度入力ステップと、室内温度情報を入力する室内温度入力ステップと、室内湿度情報を入力する室内湿度入力ステップと、前記室内温度入力ステップによって入力される室温温度、及び、前記室内湿度入力ステップによって入力される室内湿度から未来の予測室内エンタルピーを予測する室内エンタルピー予測ステップと、前記ショーケース温度入力ステップによって入力されるショーケース内温度、及び、前記室内エンタルピー予測ステップによって予測される予測室内エンタルピーに基づいてショーケースの温度を制御する制御ステップと、外気温度情報を入力する外気温度入力ステップと、該外気温度入力ステップによって入力される外気温度情報から未来の予測外気温度を予測する外気温度予測ステップとを備え、前記制御ステップは、前記外気温度予測ステップによって予測される予測外気温度に基づいてショーケースの温度を制御することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、コンピュータを、ショーケース内温度情報を入力するショーケース温度入力手段と、室内温度情報を入力する室内温度入力手段と、室内湿度情報を入力する室内湿度入力手段と、前記室内温度入力手段から入力される室温温度、及び、前記室内湿度入力手段から入力される室内湿度から未来の予測室内エンタルピーを予測する室内エンタルピー予測手段と、前記ショーケース温度入力手段によって入力されるショーケース内温度、及び、前記室内エンタルピー予測手段によって予測される予測室内エンタルピーに基づいてショーケースの温度を制御する制御手段と、外気温度情報を入力する外気温度入力手段と、該外気温度入力手段によって入力される外気温度情報から未来の予測外気温度を予測する外気温度予測手段とを備え、前記制御手段は、前記外気温度予測手段によって予測される予測外気温度に基づいてショーケースの温度を制御するショーケース制御システムとして機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、室内エンタルピーを予測して、予測された室内エンタルピーに基づいてショーケースを制御するので、予測した熱負荷の推定結果を、ショーケース制御に反映させることで、効果の高いショーケース省エネ制御するショーケース制御システム、方法及びプログラムを実現することができる。さらに、外気温度情報を入力する外気温度入力手段と、該外気温度入力手段によって入力される外気温度情報から未来の予測外気温度を予測する外気温度予測手段とを備え、前記制御手段は、前記外気温度予測手段によって予測される予測外気温度に基づいてショーケースの温度を制御することで、外気温度を後追いするのではなく先取りした外気温度に基づいてショーケースを制御するので、迅速、かつ、適切に、ショーケースを制御して、必要最小限のエネルギでショーケースを制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係るショーケース制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るショーケース制御システムのショーケースの構成図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るショーケース制御システムの省エネ制御動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係るショーケース制御システムの構成を示すブロック図である。本実施形態は、空調制御システムに適用した例であり、本発明に空調制御は必須ではない。
［全体構成］
図１に示すように、ショーケース制御システム１００は、外気温度入力部１１（外気温度入力手段）、外気温度テーブル１２（記憶手段）、外気温度予測部１３（外気温度予測手段）、室内温度入力部１４、室内湿度入力部１５、室内エンタルピーテーブル１６（記憶手段）、室内エンタルピー予測部１７（エンタルピー予測手段）、ショーケース制御部１８（制御手段）、空調制御部１９（制御手段）、及びショーケース温度入力部（ショーケース温度入力手段）２１を備える。
外気温度計２０、室内温度計３０、室内湿度計４０、ショーケース５０、空調機６０、及び温度センサ１３１は、ショーケース制御システム１００を説明するために記載されている。
室内温度計３０は、室内空気の温度を検出する温度センサである。室内湿度計４０は、室内空気の湿度を検出する湿度センサである。温度センサ１３１は、ショーケース内の温度を検出する温度センサである。
【００１８】
＜外気温度予測部１３＞
外気温度入力部１１は、現在の外気温度を外気温度計２０から入力する。
外気温度テーブル１２は、外気温度の予測のために過去の外気温度を記憶する。
ここで、本明細書にいう「外気温度」とは、建物の外の気温のことであり、原則として気象庁が発表する気温に等しいが、局所的には変動ないしバラツキがあることが想定される。
外気温度予測部１３は、外気温度を予測し、予測した外気温度をショーケース制御部１８及び空調制御部１９に渡す。
外気温度予測には、過去のデータを用いて外気温度を予測する《過去データ使用予測方法》と、外部機関のデータを用いて外気温度を予測する《外部データ使用予測方法》とがある。
【００１９】
《過去データ使用予測方法》
外気温度予測部１３は、現在の外気温度をもとに、今後は（例えば何分後に）どのように温度が変化するか（上昇するか下降するか、とその程度）を予測する。外気温度テーブル１２には、過去の現在時刻に対してどのように温度が変化しているか、温度変化を見るための過去の例えば１年間の３０分ごとの外気温度データが記憶されている。外気温度予測部１３は、外気温度テーブル１２から読み出した過去のデータをもとに、過去の現在時刻に対してどのように温度が変化しているかを参考に、現在の外気温度から未来を予測する。以下、具体的に述べる。
【００２０】
外気温度予測部１３は、例えば過去１年間の３０分ごとの外気温度を外気温度テーブル１２に記憶しておき、記憶した外気温度を外気温度予測値として読み出すことで外気温度を予測する。
一般に、時間帯ごとの気温を集計して用いるだけでは、日時毎の変動が大きく、この変動量の大きい気象データから将来の予測値を求める場合に精度が不足する。そこで、時間帯ごとの気温の実績値をそのまま用いるのではなく、外気温度予測部１３は、例えば、下記の方法(1)−(4)で外気温度を予測し、外気温度テーブル１２に記憶する。
【００２１】
(1)該当地域における気温の実績値（例えば３０分単位）を取得する。
(2)該当地域における気象データを取得する。
(3)時間帯ごとの気温の変化を表す基準カーブ（例えば地域毎に、最低気温から最高気温までの間の変化を表すカーブ）を作成する。具体的には、地域毎に、一年間における各日の０時〜２４時の時間帯ごとの外気温度と、当該時間帯ごとの温度変化を基準カーブとして記憶する。年ごとに、該当日の外気温度は異なるものであっても、過去データとして統計的に蓄積しておくことで、該当日の時間帯ごとの温度変化を、該当時間帯の温度変化を示す基準カーブで表すことができる。なお、外気温度テーブル１２には、該当地域における気温の実績値と基準カーブが記憶（蓄積）されている。
【００２２】
(4)取得した外気温度と、基準カーブに示す該当日の時間帯ごとの温度変化から時間帯ごとの外気温度の予測値を算出する。すなわち、取得した外気温度は、次の時間帯（例えば１時間、ただし５分，１５分，３０分などは直線補完により算出）では、基準カーブが示す温度変化の傾斜で変化すると予測する。例えば、後記表１に示すような外気温度テーブル１２が得られているとする。この表１の時刻１０時の外気温度「３１．０℃」と時刻１１時の外気温度「３１．５℃」との変化分（詳細には、基準カーブ(曲線)が示す温度変化の傾斜）は、季節ごとの各日の時間帯ごとでほぼ一定であると仮定し、例えば１時間後であれば、この温度変化分「０．５」を、取得した外気温度に加算し、一時間先の予測値とする。１５分先であれば、「０．５／４」を加算し、１５分先の予測値とする。
【００２３】
外気温度予測部１３は、現在の外気温度と外気温度テーブル１２に記憶されている過去のデータ（ここでは時間帯毎の過去の実績値と基準カーブ）を用いて未来の（例えば１時間後の）外気温度を予測する。また、上記の場合において、３０分後の外気温度は、現在の外気温度に、基準カーブが示す温度変化の１／２を加算（減算）することで、３０分後の外気温度の予測値を求めることができる。１５分後、又は２時間以上の場合についても同様の方法で外気温度の予測値を求めることができる。
【００２４】
このように、外気温度予測部１３は、過去の気温の実績値に基づいて１日の気温の変化を表す基準カーブを作成し、その基準カーブに基づいて気温を予測する。外気温度予測部１３は、過去の気温の実績値の平均値や中央値を現在の気温とするのではなく、外気温度テーブル１２に記憶されている温度の変化に基づいて、１日の気温の変化の傾向に応じた気温を予測するので、予測精度を向上させることができる。
【００２５】
《外部データ使用予測方法》
上記《過去データ使用予測方法》で述べたように、予測に過去のデータを使うのは一例であってそれに限定されない。例えば、外気温度予測部１３は、下記の《外部データ使用予測方法》を採ることもできる。
外気温度予測部１３は、例えば気象庁が発表する、当該日にちの温度予報を使用して外気温度を予測する。外気温度予測部１３は、現在の外気温度に対して、気象庁が発表した温度予報の変化（時間微分、すなわち、温度変化の傾向）を参考に、今後の外気温度を予測する。例えば、外気温度予測部１３は、気象庁や気象会社のコンピュータにアクセスして気象庁や気象会社が発表した予報値を含むデータ（気象データ）を受信することができる。
【００２６】
＜室内エンタルピー予測部１７＞
室内エンタルピーテーブル１６は、室内エンタルピーを予測するための、過去の室内エンタルピーを記憶する（表１参照）。
室内エンタルピー予測部１７は、室内エンタルピーテーブル１６を参照して、室内エンタルピーを予測する。具体的には、室内エンタルピー予測部１７は、入力された室内空気の温度と湿度と、室内エンタルピーテーブル１６のテーブル値に基づいて、室内空気の湿り空気全熱量であるエンタルピー（比エンタルピーともいう）を予測する。本実施形態におけるエンタルピーは、１ｋｇの物質（空気）が持っているエンタルピーを示し、エンタルピーの単位は（ｋＪ／ｋｇD.A.）である。
【００２７】
＜ショーケース制御部１８＞
ショーケース制御部１８は、ショーケース温度入力部２１によって入力されるショーケース内の温度に基づいてショーケース内の陳列品を冷凍又は冷蔵する温度を制御する。具体的には例えば冷凍機又は冷蔵機などであり、省エネ制御することが望ましい。例えば、各月ごと、営業時間帯と非営業時間帯又は昼と夜ごとなどの平均の売場温度及び比エンタルピー値（空気全熱量）に基づいて予め制御係数を算出してプログラム化しておき、その制御係数の分だけ冷凍又は冷蔵の稼働を省エネ制御する。
【００２８】
また、ショーケース制御部１８は、入力された外気温度情報から、冷媒配管１３０（図２参照）の長さに応じた時間だけ未来の予測外気温度を予測し、予測外気温度に基づいてショーケース５０の温度を制御する（詳細後記）。
【００２９】
＜空調制御部１９＞
本実施形態は、ショーケース内の陳列品を冷凍又は冷蔵する温度を制御するショーケース制御部１８の稼働率（以下、この稼働率を「ショーケース稼働率」と言う。）を検出し、ショーケース稼働率が所定値を超える場合に、空調機６０の省エネ制御を抑制又は停止して、ショーケースが設置される売場の温度を下げて、ショーケース稼働率を所定値以下に下げることによって店舗全体としての省エネを実現するものである。なお、売場が意図しない温度に上昇してしまう場合とは、例えば、売場の湿度を測定せずに比エンタルピー値（空気全熱量）が高いことを検出できないシステムであるため、温度だけではショーケース制御が過負荷であることを検出できない場合や、来客の急増に空調制御が追随できない場合などが想定される。
【００３０】
空調制御部１９は、空調機６０を省エネ制御する制御係数を算出して、その制御係数によって空調機６０を過不足なく省エネ制御するものである。制御は、空調機６０を所定のパターンで停止（オフ）するものでも良いし、インバータ制御するものでも良い。
【００３１】
上記外気温度予測部１３、室内エンタルピー予測部１７、ショーケース制御部１８、及び空調制御部１９は、パーソナルコンピュータ等の演算制御ユニットにより構成される。演算制御ユニットは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等により構成され、装置全体を制御すると共に、空調省エネ制御プログラムを実行して、ショーケース制御システムとして機能させる。
【００３２】
また、上記外気温度テーブル１２、及び室内エンタルピーテーブル１６は、不揮発性メモリや外部記憶装置等の記憶部（記憶手段）に格納される。
【００３３】
図２は、ショーケース制御システム１００のショーケースの構成図である。本実施形態は、店舗内に設置された冷蔵冷凍のショーケースの制御システムに適用した例である。
図２に示すように、ショーケース制御システム１００は、ショーケース５０と、冷凍機１２０と、冷媒配管１３０と、ショーケース制御部１８とを備えて構成される。
ショーケース制御部１８は、ショーケース５０の冷凍機１２０等の制御を行う。ショーケース制御部１８の設置場所は、この例に限定されない。例えば、ショーケース制御部１８は、ショーケース本体５０ａの底部の機械室１１０ｂに設置されてもよいし、ショーケース本体５０ａの背面、又はショーケース本体５０ａと離隔した場所に設置されてもよい。
【００３４】
ショーケース５０は、スーパーマーケットやコンビニエンスストア等の店舗内に設置され、飲料や食品等、冷却するべき商品を陳列する。
ショーケース５０は、商品収納スペースを有するショーケース本体５０ａを備え、ショーケース本体５０ａ上部には下方に向かって冷気を吹出す吹出口１１１が形成され、下部にはエアカーテンに沿って下降した冷気を吸込む吸込口１１２が形成される。ショーケース本体５０ａの底部には、機械室１１０ｂとして、冷媒配管１３０に設けられた電磁弁１１３と、高圧液冷媒を低圧の液体に変える膨張弁１１４と、冷気を循環させるファンモータ１１５とを備える。ショーケース本体５０ａの背面側には、膨張弁１１４で低圧の液体となった低圧液冷媒を熱を奪いながら蒸発させる冷却器（エバポレータ）１１６を備える。
ショーケース本体５０ａの商品収納スペースには、陳列棚である棚板１１７と、底板１１８と、商品収納スペースを覆うエアカーテン１１９とを備える。ショーケース５０内は、棚板１１７及び底板１１８（以下、陳列棚という）に陳列される商品に合わせた温度に冷却される。
【００３５】
吹出口１１１には、ショーケース５０の陳列棚の温度（以下、ショーケース５０の温度という）を検出する温度センサ１３１が設けられている。吹出口１１１は、目標として設定した温度に近い温度が検出される場所であり、この温度センサ１３１で検出されたセンサ温度を、ショーケース５０の温度としている。なお、温度センサ１３１の取り付け場所や取り付け個数は、この例に限定されない。
【００３６】
冷凍機１２０は、冷媒配管１３０を介してショーケース本体５０ａと接続される。冷凍機１２０は、コンプレッサ１２１と、凝縮器１２２と、凝縮器冷却用ファン１２３とを備える。コンプレッサ１２１は、冷媒配管１３０から戻された低圧の気体を圧縮して高温高圧（例えば７０℃〜８０℃）の気体に圧縮する。コンプレッサ１２１は、冷媒の圧力を上げることで、凝縮器１２２で冷媒が液体状に変化しやすくなるようにするとともに、冷媒の流れを作る。凝縮器１２２は、高温高圧の気体冷媒の熱を取り、高圧の液状冷媒（例えば３０℃〜４０℃）とする。凝縮器冷却用ファン１２３は、凝縮器１２２に外気を送風して凝縮器１２２を冷却する。
冷凍機１２０は、複数台のショーケース５０に冷媒配管１３０を接続して、複数台のショーケース５０を冷却することができる。
【００３７】
ショーケース制御システム１００は、コンプレッサ１２１、電磁弁１１３、膨張弁１１４、冷却器１１６及び凝縮器１２２を環状に接続して冷蔵又は冷凍が可能な冷凍サイクルを構成している。コンプレッサ１２１として、例えば、ロータリ式、スクロール式、レシプロ式のコンプレッサを用いることができる。
【００３８】
以下、上述のように構成されたショーケース制御システム１００の動作を説明する。
［外気温度予測に基づく省エネ制御動作］
まず、ショーケース制御システム１００の省エネ制御動作を説明する。
図３は、ショーケース制御システム１００の省エネ制御動作を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１で外気温度入力部１１は、戸外に設置されている外気温度計２０から外気温度情報を入力する。
ステップＳ２で外気温度入力部１１は、外気温度情報を外気温度テーブル１２に記憶する。
【００３９】
ステップＳ３で外気温度予測部１３は、現在の外気温度と過去の外気温度の変化から未来の外気温度を予測し、予測した外気温度をショーケース制御部１８及び空調制御部１９に渡す。
外気温度予測部１３は、上述した《過去データ使用予測方法》を採る場合、例えば過去１年間の外気温度を外気温度テーブル１２に記憶しておき、記憶した外気温度を外気温度予測値として読み出すことで外気温度を予測する。予測は現在の外気温度に対して行われる。外気温度予測部１３は、現在の外気温度をベースに、今後は（何分後に）どのように温度が変化するか（上昇するか下降するか、とその程度）を予測する。なお、外気温度予測部１３は、上述した《外部データ使用予測方法》を用いて外気温度を予測してもよい。
【００４０】
ステップＳ４で室内温度入力部１４（図１参照）は、室内温度計３０の計測値から室内温度情報を入力する。
ステップＳ５で室内湿度入力部１５（図１参照）は、室内湿度計４０の計測値から室内湿度情報を入力する。
ステップＳ６で室内エンタルピー予測部１７は、入力された室内温度及び室内湿度からエンタルピー（室内空気の湿り空気全熱量）を算出し、室内エンタルピーテーブル１６に記憶する。
【００４１】
ステップＳ７で室内エンタルピー予測部１７は、現在の室内エンタルピーと室内エンタルピーテーブル１６に記憶されている過去の室内エンタルピーの変化から未来の室内エンタルピーを予測する。
【００４２】
ステップＳ８でショーケース制御部１８は、ショーケース５０の温度、予測外気温度及び予測室内エンタルピーに基づいてショーケース５０を制御する。ショーケース制御部１８は、未来の予測値である予測外気温度及び予測室内エンタルピーに基づいてショーケース５０を制御するので、迅速、かつ、適切なショーケース制御ができる。なお、本実施形態では、ショーケース制御部１８は、予測外気温度を用いること加えて、冷媒配管１３０の長さ分の予測制御（図５参照）も併用しているので、より迅速、かつ、適切なショーケース制御を実現できる。
【００４３】
ステップＳ８で空調制御部１９は、予測外気温度及び予測室内エンタルピーに基づいて空調機６０を制御して本フローの処理を終了する。空調制御部１９は、未来の予測値である予測外気温度及び予測室内エンタルピーに基づいて空調機６０を制御するので、迅速、かつ、適切な空調制御ができる。
【００４４】
このように、ショーケース制御システム１００は、外気温度と共に、室内エンタルピーも予測して、予測された外気温度及び室内エンタルピーに基づいてショーケース５０を制御する。
【００４５】
本実施形態は、外気温度を後追いするのではなく先取りした外気温度に基づいてショーケース５０を制御するので、迅速、かつ、適切に、ショーケース５０を制御して、必要最小限のエネルギでショーケース５０を制御することができる。
さらに、外気温度と共に、室内エンタルピーも予測して、予測された外気温度及び室内エンタルピーに基づいてショーケース５０を制御するので、予測した熱負荷の推定結果を、ショーケース制御に反映させることで、効果の高い省エネ制御を実現することができる。
【００４６】
【表１】
0006410284.tif 000002
【００４７】
［適用例］
次に、外気温度予測に基づく省エネ制御動作の適用例について説明する。
表１は、外気温度テーブル１２及び室内エンタルピーテーブル１６（記憶手段）に記憶される外気温度、エンタルピー、各係数及び制御分の一例を示す表である。表１は、時間別の外気温度（℃）、＋バイアス（℃）、外気温度係数、エンタルピー（ｋＪ/ｋｇD.A.）、エンタルピー係数、稼働係数、制御係数、及び制御分（分）を記憶する。例えば、時間別の外気温度、室内空気湿り熱量エンタルピーｋＪ/ｋｇD.A.による、各係数である。
表１は、外気温度予測部１３及び室内エンタルピーを予測部１７によって、予測の際に参照される。
表１の外気温度（℃）は、本実施形態では予測外気温度を用いる（以下、外気温度については予測外気温度を用いる）。
表１の＋バイアス（℃）は、外気温度＋凝縮器バイアス温度（例えば、表１では３．０）である。この＋バイアスは、凝縮器周辺の温度が高いことを考慮する場合のバイアスである。
表１の外気温度係数は、外気温度／基準外気温度（例えば、表１では３２．０）である。
表１のエンタルピー（ｋＪ／ｋｇD.A.）は、室内温度と室内湿度から算出する（図３のステップＳ６参照）。
表１のエンタルピー係数は、エンタルピー／基準エンタルピー（例えば、表１では５５．４２）である。
【００４８】
表１の稼働係数は、外気温度係数×エンタルピー係数×基準稼働係数（例えば、表１では０．６３）である。
表１の制御係数は、（１−稼働係数）×安全係数（例えば、表１では０．６０）である。
表１の制御分（分）は、制御係数×基準制御分（例えば、表１では３０）である。この制御分は、時間の３０分を単位に、その内の何分の間、冷凍機１２０の稼働を停止するか、すなわち、電磁弁１１３を閉じるか、という数字である。例えば、「９」は３０分の内、９分間だけ稼働を停止して、省エネすること意味する。閉店中は大きく省エネし、開店中は小さく省エネする。
【００４９】
図１に示す空調制御部１９は、空調機６０を制御係数の分（制御分）だけ省エネ制御する。例えば制御係数が０．４０であれば、空調機６０を所定のパターンで４０％稼働を停止する、又は、空調機６０を定格電力使用量の６０％の電力でインバータ制御する。
【００５０】
このように、本実施形態は、ショーケース５０が設置される売場の空調機６０を省エネ制御した上で、更にショーケースの制御が過稼働とならないように空調機６０を制御することによって、ショーケース５０の冷凍又は冷蔵負担を軽くし、結局は、ショーケース５０も含めた店舗の総合的な省エネに大きく貢献する。
【００５１】
［ショーケース制御部１８のショーケース制御動作］
《基本制御》
ショーケース制御部１８は、例えばショーケース５０ごとに設置され、陳列棚に陳列される商品に合わせた目標温度に冷却する制御を行う。なお、ショーケース制御部１８は、複数のショーケース５０を統括して制御するものでもよい。
ショーケース制御部１８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等により構成され、ショーケース制御プログラムを実行して、ショーケース制御システムとして機能させる。
ショーケース制御部１８は、ショーケース５０の温度を検出して検出した温度が目標温度に近づくように冷凍機１２０の電磁弁１１３を開閉制御して、ショーケース５０の温度を商品（例えば、冷凍食品）の保存に適する一定範囲内の温度（下限温度と上限温度間の目標温度）に保つ制御を行う。なお、ショーケース５０内の冷却温度は、収納している商品の種類によって異なり、ショーケース５０ごとに温度が設定される。例えば、青果であれば７℃、日配品（冷蔵が必要で賞味期限の短い食品の総称）であれば５℃、鮮魚又は精肉であれば０℃、冷凍食品であれば−１８℃、アイスクリームであれば−２６℃などである。
【００５２】
さらに、ショーケース制御部１８は、ショーケース５０の温度の目標温度からの変位に応じた制御係数である温度依存制御係数によってショーケース５０の稼働を制御する。具体的には、例えば商品が青果、目標温度が７℃、許容温度範囲が±４℃、制御係数が０．３５の場合、変位温度係数を（ショーケースの温度（℃）−目標温度（７℃））／許容温度範囲（４℃）として、温度依存制御係数＝制御係数（０．３５）−（制御係数（０．３５）×変位温度係数）によってショーケース５０を省エネ制御する。すわなち、温度依存制御係数が０．４０であれば、空調機６０を所定のパターンで４０％稼働を停止する、又は、空調機６０を定格電力使用量の６０％の電力でインバータ制御する。例えば、
ショーケース５０の温度が３℃であれば、変位温度係数は−１＝（３−７）／４、温度依存制御係数は０．７０＝０．３５＋（０．３５×１）、
ショーケース５０の温度が４℃であれば、変位温度係数は−０．７５＝（４−７）／４、温度依存制御係数は０．６１＝０．３５＋（０．３５×０．７５）、
ショーケース５０の温度が５℃であれば、変位温度係数は−０．５＝（５−７）／４、温度依存制御係数は０．５３＝０．３５＋（０．３５×０．５）、
ショーケース５０の温度が６℃であれば、変位温度係数は−０．２５＝（６−７）／４、温度依存制御係数は０．４４＝０．３５＋（０．３５×０．２５）、
ショーケース５０の温度が７℃であれば、変位温度係数は０＝（７−７）／４、温度依存制御係数は０．３５＝０．３５−（０．３５×０）、
ショーケース５０の温度が８℃であれば、変位温度係数は０．２５＝（８−７）／４、温度依存制御係数は０．２６＝０．３５−（０．３５×０．２５）、
ショーケース５０の温度が９℃であれば、変位温度係数は０．５＝（９−７）／４、温度依存制御係数は０．１８＝０．３５−（０．３５×０．５）、
ショーケース５０の温度が１０℃であれば、変位温度係数は０．７５＝（１０−７）／４、温度依存制御係数は０．０９＝０．３５−（０．３５×０．７５）、
ショーケース５０の温度が１１℃であれば、変位温度係数は１＝（１１−７）／４、温度依存制御係数は０＝０．３５−（０．３５×１）
となる。
【００５３】
《冷媒配管１３０の長さ分の予測制御》
次に、冷媒配管１３０の長さ分の予測制御動作について説明する。
ショーケース制御部１８は、冷媒配管１３０の長さに応じた時間だけ先の（未来の）予測外気温度に基づいてショーケース５０を制御する。具体的には、下記の通りである。
図２に示すショーケース５０と凝縮器１２２とを結ぶ冷媒配管１３０は、数ｍ〜数１０ｍに及ぶ。このため、ショーケース制御部１８による制御結果は、即時にはショーケース５０には至らず、冷媒配管３０の長さ分の、予測外気温度からのズレが発生する。ここで、冷媒配管１３０の長さは、ショーケース５０毎に既知である。
【００５４】
ショーケース制御部１８は、冷媒配管１３０の長さ分の予測外気温度からの遅れをなくす予測制御を行う。具体的には、ショーケース制御部１８は、冷媒配管１３０の長さに応じた時間だけ先の（未来の）予測外気温度に基づいてショーケース５０を制御する。つまり、ショーケース制御部１８は、予測の時間間隔（何分後を予測するか）を決定する。結果として、冷媒配管１３０の長さによって制御のタイミングが異なることになる。
ここで、１つの凝縮器１２２によって複数のショーケース５０を制御する場合もある。この場合には、ショーケース制御部１８は、その複数のショーケース５０の平均の冷媒配管１３０の長さに応じた時間だけ先の予測外気温度に基づいてショーケース５０を制御する。
【００５５】
《予測外気温度に予測バイアス外気温度を加えるバイアス外気温度制御》
ショーケース制御部１８は、予測外気温度に予測バイアス外気温度を加えるバイアス外気温度制御を実行する。図２に示すコンプレッサ１２１周辺は高温になっており、気象庁が発表するような外気温度よりも高いのが通常である。ショーケース制御部１８は、コンプレッサ１２１周辺については、予測外気温度に予測バイアス外気温度を加えた予測外気温度に基づいてショーケース５０を制御する。
【００５６】
このように、ショーケース制御部１８は、冷媒配管１３０の長さに応じた時間（例えば、５分，３０分など）だけ先（未来）の外気温度を予測するとともに、予測外気温度に予測バイアス温度を加え、その予測バイアス温度が加えられた予測外気温度に応じた制御分（単位：分）だけ冷凍機１２０の稼働を停止する。ショーケース制御部１８は、「冷媒配管１３０の長さ分の予測制御」、「バイアス外気温度制御」による温度加算、冷凍機１２０の稼働停止を繰り返す。
【００５７】
以上説明したように、ショーケース制御システム１００は、外気温度の予測のために過去の外気温度を記憶する外気温度テーブル１２と、入力された外気温度情報から外気温度テーブル１２をもとに、未来の予測外気温度を予測する外気温度予測部１３と、予測外気温度に基づいてショーケースの温度を制御するショーケース制御部１８と、を備える。
【００５８】
従来例では、外気温度を検出してフィードバックするので、後追い制御になり、迅速、かつ、適切な制御ができなかった。これに対して、本実施形態では、外気温度を後追いするのではなく先取りした外気温度に基づいてショーケースを制御するので、迅速、かつ、適切に、ショーケースを制御して、必要最小限のエネルギでショーケースを制御することができる。
【００５９】
また、ショーケース制御部１８は、入力された外気温度情報から、冷媒配管１３０の長さに応じた時間だけ未来の予測外気温度を予測し、予測外気温度に基づいてショーケース５０の温度を制御する。
【００６０】
これにより、冷媒配管の長さに応じた時間だけ先の（未来の）予測外気温度に基づいてショーケースを制御することができ、迅速、かつ、適切に、ショーケースを制御して、必要最小限のエネルギでショーケースを制御することができる。
【００６１】
また、ショーケース制御システム１００は、入力された室内空気の温度と湿度に基づいて、室内空気の湿り空気全熱量であるエンタルピーを算出するとともに、算出した室内空気のエンタルピーと室内エンタルピーテーブル１６に記憶した過去の室内エンタルピーとに基づいて、未来の室内エンタルピーを予測する室内エンタルピー予測部１７と、予測した室内エンタルピーに基づいてショーケースの温度を制御するショーケース制御部１８と、を備える。
【００６２】
これにより、室内エンタルピーを予測して、予測された外気温度及び室内エンタルピーに基づいてショーケースを制御するので、予測した熱負荷の推定結果を、ショーケース制御に反映させることで、効果の高い省エネ制御を実現することができる。
【００６３】
この室内エンタルピーの予測には、予測外気温度を考慮してもよい。室内温度は、建物を介して外気温度の影響を受ける。すなわち、外気温度が変化すると、所定時間の経過後には室内温度がその外気温度の変化の影響を受けて変化する。そこで、室内エンタルピーを予測する因子に予測外気温度を加えることによって、より精確に予測することができる。
【００６４】
以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含む。
【００６５】
なお、本実施形態では、外気温度予測部１３による外気温度予測と、ショーケース制御部１８による冷媒配管１３０の長さに応じた予測外気温度に基づくショーケース制御とを両方用いているが、いずれか一方を用いても良い。同様に、ショーケース制御部１８によるバイアス外気温度制御も単独で用いても良いし、上記両方又は一方と組み合わせても良い。
【００６６】
また、上記した実施形態例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態例の構成の一部を他の実施形態例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態例の構成に他の実施形態例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００６７】
本実施形態は、空調制御システムに適用した例であり、本発明に空調制御は必須ではない。また、本実施形態では、説明の便宜上、各制御手段、すなわち空調制御部１９（制御手段）と、ショーケース制御部１８（制御手段）とを分けて説明したが、一つの制御部により実行されるものでも良い。同様に各テーブルは、記憶部としてどのような媒体に記憶されても良い。
【００６８】
また、ショーケースには、冷凍冷蔵庫機能を有するケースであってもよい。ショーケースには、冷蔵庫及び冷凍庫も含まれる。すなわち、ショーケースは説明の便宜上のものであり、必ずしも商品を人に見せる必要がないような冷凍冷蔵商品の保管倉庫であってもよく、同様の効果を得ることができる。
【００６９】
また、上記実施の形態では、ショーケース制御システム及びショーケース制御方法という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、装置の名称はショーケース制御装置、方法の名称はショーケース制御管理方法等であってもよい。
【００７０】
以上説明した本ショーケース制御処理は、この本ショーケース制御処理を機能させるためのプログラムでも実現される。このプログラムはコンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納されている。このプログラムを記録した記録媒体は、本ショーケース制御システムのＲＯＭそのものであってもよいし、また、外部記憶装置としてＣＤ−ＲＯＭドライブ等のプログラム読取装置が設けられ、そこに記録媒体を挿入することで読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ等であってもよい。
【００７１】
また、上記記録媒体は、磁気テープ、カセットテープ、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ等、又は半導体メモリであってもよい。
【００７２】
明細書、特許請求の範囲及び図面を含む２０１７年  ７月１９日に出願の国際特許出願ＰＣＴ／ＪＰ２０１７／０２６１４９の開示は、そのまま参考として、ここにとり入れるものとする。
本明細書で引用したすべての刊行物、特許及び特許出願は、そのまま参考として、ここにとり入れるものとする。
【符号の説明】
【００７３】
１１  外気温度入力部（外気温度入力手段）
１２  外気温度テーブル（記憶手段）
１３  外気温度予測部（外気温度予測手段）
１４  室内温度入力部（室内温度入力手段）
１５  室内湿度入力部（室内湿度入力手段）
１６  室内エンタルピーテーブル（記憶手段）
１７  室内エンタルピー予測部（室内エンタルピー予測手段）
１８  ショーケース制御部（制御手段）
１９  空調制御部（制御手段）
２０  外気温度計
２１  ショーケース温度入力部（ショーケース温度入力手段）
３０  室内温度計
４０  室内湿度計
５０  ショーケース
５０ａ  ショーケース本体
６０  空調機
１００  ショーケース制御システム
１１０ｂ  機械室
１１１  吹出口
１１２  吸込口
１１３  電磁弁
１１４  膨張弁
１１５  ファンモータ
１１６  冷却器
１１７  棚板（陳列棚）
１１８  底板（陳列棚）
１１９  エアカーテン
１２０  冷凍機
１２１  コンプレッサ
１２２  凝縮器
１２３  凝縮器冷却用ファン
１３０  冷媒配管
１３１  温度センサ
【要約】
デジタルスマートリアル・ショーケース制御システム（１００）は、外気温度を入力する外気温度入力部（１１）と、過去の外気温度を記憶する外気温度テーブル（１２）と、未来の予測外気温度を予測する外気温度予測部（１３）と、室内温度を入力する室内温度入力部（１４）と、室内湿度を入力する室内湿度入力部（１５）と、過去の室内エンタルピーを記憶する室内エンタルピー記憶部（１６）と、未来の予測室内エンタルピーを予測する室内エンタルピー予測部（１７）と、予測外気温度及び予測室内エンタルピーに基づいてショーケースの温度を制御するショーケース制御部（１８）とを備えることによって、迅速、かつ、適切に、ショーケースを制御して、必要最小限のエネルギでショーケースを制御することができる。【図１】
0006410284.tif 000003
【図２】
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【図３】
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