(57)【要約】【課題】稼働中の負荷変動を考慮した運転制御を行うことにより、運転効率を一層向上させることができる自動販売機を提供する。【解決手段】自動販売機１０は、商品収納室１２の室内温度が予め設定された温度域になるように冷却加熱装置１４の運転を制御する制御装置１６を備える。制御装置１６には、商品収納室１２での加熱負荷及び冷却負荷の指標となる負荷指標値を自動販売機１０の稼働中に測定する負荷指標値測定部７０と、負荷指標値に応じた最適な運転パラメータが予め設定された記憶部７２から、測定した負荷指標値に対応する最適な運転パラメータを取得する運転パラメータ取得部７４と、取得した最適な運転パラメータを用いて冷却加熱装置１４の運転制御を行う運転制御部７８とが設けられる。【選択図】図２
2012256298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を吸引して圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、該凝縮器で凝縮された冷媒を減圧する膨張装置と、該膨張装置で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えた冷却加熱装置を用い、商品収納室に対する加熱及び冷却の両方又はいずれかを行うと共に、所定の運転パラメータに依拠して消費電力が変化する自動販売機であって、
前記商品収納室内に設定された温度センサの検出温度に基づき、室内温度が予め設定された温度域になるように前記冷却加熱装置の運転を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記商品収納室での加熱負荷及び冷却負荷のうち少なくとも一方の負荷の指標となる負荷指標値を当該自動販売機の稼働中に測定する負荷指標値測定部と、
負荷指標値毎の最適な運転パラメータが予め設定された最適運転パラメータ記憶部から、前記負荷指標値測定部で測定した負荷指標値に対応する最適な運転パラメータを取得する運転パラメータ取得部と、
前記最適運転パラメータ取得部で取得した最適な運転パラメータを用いて冷却加熱装置の運転制御を行う運転制御部と、
を有することを特徴とする自動販売機。
【請求項２】
請求項１記載の自動販売機において、
前記運転制御部は、前記圧縮機の回転数を変化させる回転数補正部と、前記膨張装置の開度を変化させる開度補正部とを有し、
前記制御装置は、前記最適運転パラメータ取得部で取得した最適な運転パラメータに基づき、前記回転数補正部及び前記開度補正部によって圧縮機の回転数及び膨張装置の開度を変化させることを特徴とする自動販売機。
【請求項３】
請求項１又は２記載の自動販売機において、
前記負荷指標値として、前記商品収納室における加熱庫での加熱運転の運転率と冷却庫での冷却運転の運転率との比である運転率比、及び、前記加熱庫での加熱運転の運転率、及び、前記冷却庫での冷却運転の運転率、及び、当該自動販売機の周囲温度のうち、１つ又以上を用いることを特徴とする自動販売機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動販売機において、
前記運転パラメータとして、前記加熱庫内の設定温度、及び、前記冷却庫内の設定温度、及び、前記圧縮機の回転数、及び、前記膨張装置の開度、及び、前記凝縮器に送風する凝縮器ファンの回転数、及び、前記蒸発器に送風する蒸発器ファンの回転数、及び、前記加熱庫に設置されるヒータの出力のうち、１つ以上を用いることを特徴とする自動販売機。
【請求項５】
請求項４記載の自動販売機において、
前記制御装置は、前記凝縮器での冷媒の凝縮温度及び前記蒸発器での冷媒の蒸発温度を目標値に追従させるフィードバック制御を実行し、
前記運転パラメータとして、さらに、前記凝縮温度の目標値、及び、前記蒸発温度の目標値のうち、１つ以上を用いることを特徴とする自動販売機。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の自動販売機において、
前記運転パラメータ記憶部は、前記負荷指標値毎の最適な運転パラメータをテーブル又は関数として記憶していることを特徴とする自動販売機。
【請求項７】
請求項６記載の自動販売機の制御装置において、
前記負荷指標値毎の最適な運転パラメータを記憶したテーブル又は関数は、当該自動販売機の実機又はシミュレータを用い、運転パラメータの値を変化させながら前記実機又はシミュレータの運転を行い、その運転時に最小の消費電力を発生する運転パラメータを最適な運転パラメータとして負荷指標値毎に設定して作成されることを特徴とする自動販売機。
【請求項８】
冷媒を吸引して圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、該凝縮器で凝縮された冷媒を減圧する膨張装置と、該膨張装置で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えた冷却加熱装置を用い、商品収納室に対する加熱及び冷却の両方又はいずれかを行うと共に、所定の運転パラメータに依拠して消費電力が変化する自動販売機であって、
前記商品収納室内に設定された温度センサの検出温度に基づき、室内温度が予め設定された温度域になるように前記冷却加熱装置の運転を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、当該自動販売機の稼働中の電力を測定し又は推定する電力取得部と、
前記運転パラメータを変動させて冷却加熱装置を運転し、前記電力取得部で取得される電力測定値又は電力推定値を最小とする運転パラメータを探索して取得する運転パラメータ探索部と、
前記運転パラメータ探索部で取得した運転パラメータを用いて冷却加熱装置の運転制御を行う運転制御部と、
を有することを特徴とする自動販売機。
【請求項９】
請求項８記載の自動販売機において、
前記圧縮機の回転数を変化させるインバータを備え、
前記電力取得部は、前記電力推定値を前記インバータによって制御される圧縮機の回転数から推定して算出することを特徴とする自動販売機。
【請求項１０】
請求項８又は９記載の自動販売機において、
前記運転パラメータ探索部は、前記商品収納室での加熱負荷及び冷却負荷のうち少なくとも一方の負荷の指標となる負荷指標値に応じて、前記運転パラメータの探索初期値又は探索領域を変化させることを特徴とする自動販売機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商品を収納する商品収納室内の温度を予め設定された温度域とするように冷却加熱装置の運転を制御する制御装置を備えた自動販売機に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動販売機では、商品収納室を構成する加熱庫を加熱し冷却庫を冷却するために、圧縮機、凝縮器、蒸発器及び膨張装置を備えた冷却加熱装置を用いることが一般に行われている。
【０００３】
特許文献１には、このような冷却加熱装置を用いた自動販売機において、商品収納ラックの設置段数に応じた最適負荷で運転できる制御温度を予め求めた温度テーブルに準備しておき、この温度テーブルからラックの設置段数に適合した制御温度を選定すると共に、選定した制御温度で室内の温度制御を行うことにより、運転効率を向上させ、省エネルギ化を図ろうとする制御方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１０９０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した特許文献１の制御方法では、商品収納室内の加熱負荷及び冷却負荷として商品収納ラックの設置段数を用い、この設置段数に応じて設定される制御温度によって各庫の加熱及び冷却を行う。換言すれば、この制御方法では、商品収納ラックの設置段数に基づいて加熱負荷及び冷却負荷を決定し、この負荷の値に対応する制御温度のみを運転パラメータとして冷却加熱装置を運転している。
【０００６】
ところが、加熱庫や冷却庫での加熱負荷や冷却負荷は、自動販売機の稼働中にも変動するものであり、その要因としては、収納される商品の在庫量や周囲温度等を挙げることができる。つまり、特許文献１の制御方法の場合、自動販売機の稼働中に変動する負荷に対しては最適な運転制御をすることができず、予め設定されたラック設置段数に基づく負荷によって設定された制御温度のみを目標として一義的な運転制御を行うため、稼働中に負荷変動を生じた場合、過剰な能力や過少な能力で冷却加熱装置が運転され、運転効率の低下を惹起する可能性がある。
【０００７】
従って、自動販売機の運転効率をさらに向上させるためには、加熱庫や冷却庫に収納される商品の在庫量や周囲温度等、稼働中の負荷変動にも逐次対応した運転制御を行うことが望ましい。
【０００８】
本発明は、上記従来技術に関連してなされたものであり、稼働中の負荷変動を考慮した運転制御を行うことにより、運転効率を一層向上させることができる自動販売機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】
本発明に係る自動販売機は、冷媒を吸引して圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、該凝縮器で凝縮された冷媒を減圧する膨張装置と、該膨張装置で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えた冷却加熱装置を用い、商品収納室に対する加熱及び冷却の両方又はいずれかを行うと共に、所定の運転パラメータに依拠して消費電力が変化する自動販売機であって、前記商品収納室内に設定された温度センサの検出温度に基づき、室内温度が予め設定された温度域になるように前記冷却加熱装置の運転を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記商品収納室での加熱負荷及び冷却負荷のうち少なくとも一方の負荷の指標となる負荷指標値を当該自動販売機の稼働中に測定する負荷指標値測定部と、負荷指標値毎の最適な運転パラメータが予め設定された最適運転パラメータ記憶部から、前記負荷指標値測定部で測定した負荷指標値に対応する最適な運転パラメータを取得する運転パラメータ取得部と、前記最適運転パラメータ取得部で取得した最適な運転パラメータを用いて冷却加熱装置の運転制御を行う運転制御部とを有することを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、商品収納室を加熱し冷却する冷却加熱装置が、自動販売機の稼働中に計測される負荷指標値に対応した最適な運転パラメータによって逐次運転制御されるため、当該自動販売機の稼働中に、例えば商品の在庫量や周囲温度の変化によって生じる負荷変動に対応した運転制御が可能となり、運転効率を向上させ、消費電力を可及的に低減させることが可能となる。
【００１１】
前記運転制御部は、前記圧縮機の回転数を変化させる回転数補正部と、前記膨張装置の開度を変化させる開度補正部とを有し、前記制御装置は、前記最適運転パラメータ取得部で取得した最適な運転パラメータに基づき、前記回転数補正部及び前記開度補正部によって圧縮機の回転数及び膨張装置の開度を変化させてもよい。そうすると、運転パラメータ取得部で設定された最適な運転パラメータの値に基づき、圧縮機の回転数及び膨張装置の開度を適宜調整しながら冷却加熱装置を運転することができ、過剰な能力や過少な能力で冷却加熱装置が運転されることが回避され、自動販売機の運転効率を一層向上させることができる。
【００１２】
前記負荷指標値として、前記商品収納室における加熱庫での加熱運転の運転率と冷却庫での冷却運転の運転率との比である運転率比、及び、前記加熱庫での加熱運転の運転率、及び、前記冷却庫での冷却運転の運転率、及び、当該自動販売機の周囲温度のうち、１つ又以上を用いるとよい。
【００１３】
前記運転パラメータとして、前記加熱庫内の設定温度、及び、前記冷却庫内の設定温度、及び、前記圧縮機の回転数、及び、前記膨張装置の開度、及び、前記凝縮器に送風する凝縮器ファンの回転数、及び、前記蒸発器に送風する蒸発器ファンの回転数、及び、前記加熱庫に設置されるヒータの出力のうち、１つ以上を用いてもよい。また、前記制御装置は、前記凝縮器での冷媒の凝縮温度及び前記蒸発器での冷媒の蒸発温度を目標値に追従させるフィードバック制御を実行し、前記運転パラメータとして、さらに、前記凝縮温度の目標値、及び、前記蒸発温度の目標値のうち、１つ以上を用いてもよい。
【００１４】
前記運転パラメータ記憶部は、前記負荷指標値毎の最適な運転パラメータをテーブル又は関数として記憶していると、運転パラメータ取得部は負荷指標値に応じた最適な運転パラメータを迅速に取得することができる。
【００１５】
この場合、前記負荷指標値毎の最適な運転パラメータを記憶したテーブル又は関数は、当該自動販売機の実機又はシミュレータを用い、運転パラメータの値を変化させながら前記実機又はシミュレータの運転を行い、その運転時に最小の消費電力を発生する運転パラメータを最適な運転パラメータとして負荷指標値毎に設定して作成されてもよい。
【００１６】
また、本発明に係る自動販売機は、冷媒を吸引して圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、該凝縮器で凝縮された冷媒を減圧する膨張装置と、該膨張装置で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えた冷却加熱装置を用い、商品収納室に対する加熱及び冷却の両方又はいずれかを行うと共に、所定の運転パラメータに依拠して消費電力が変化する自動販売機であって、前記商品収納室内に設定された温度センサの検出温度に基づき、室内温度が予め設定された温度域になるように前記冷却加熱装置の運転を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、当該自動販売機の稼働中の電力を測定し又は推定する電力取得部と、前記運転パラメータを変動させて冷却加熱装置を運転し、前記電力取得部で取得される電力測定値又は電力推定値を最小とする運転パラメータを探索して取得する運転パラメータ探索部と、前記運転パラメータ探索部で取得した運転パラメータを用いて冷却加熱装置の運転制御を行う運転制御部とを有することを特徴とする。
【００１７】
このような構成によれば、商品収納室内を加熱し冷却する冷却加熱装置は、自動販売機の稼働中に計測又は推定される消費電力を最小とする運転パラメータによって逐次運転制御されるため、当該自動販売機の稼働中に、例えば商品の在庫量や周囲温度の変化によって生じる負荷変動に対応した運転制御が可能となり、運転効率を向上させ、消費電力を可及的に低減させることが可能となる。
【００１８】
この場合、前記圧縮機の回転数を変化させるインバータを備え、前記電力取得部は、前記電力推定値を前記インバータによって制御される圧縮機の回転数から推定して算出してもよい。これにより、稼働中の電力を逐次計測する構成を持たない自動販売機であっても、電力推定値に基づき最適な運転制御を行うことができる。
【００１９】
前記運転パラメータ探索部は、前記商品収納室での加熱負荷及び冷却負荷のうち少なくとも一方の負荷の指標となる負荷指標値に応じて、前記運転パラメータの探索初期値又は探索領域を変化させてもよい。そうすると、負荷指標値に応じた最適運転パラメータを初期値として探索開始でき、又は、負荷指標値に応じて運転パラメータの探索領域を絞り込むことができるため、探索に要する時間や処理負担を低減してその効率化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、商品収納室を加熱し冷却する冷却加熱装置が、自動販売機の稼働中に計測される負荷指標値に対応した最適な運転パラメータによって逐次運転制御される。このため、当該自動販売機の稼働中に、例えば商品の在庫量や周囲温度の変化によって生じる負荷変動に対応した運転制御が可能となり、運転効率を向上させ、消費電力を可及的に低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る自動販売機の構成図である。
【図２】図２は、図１に示す自動販売機の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、第１の制御方法の手順を示すフローチャートである。
【図４】図４は、ＨＣＣ運転時の運転サイクル毎の各庫内の温度変化を電磁弁の開閉タイミングや圧縮機回転数との関係で示すタイミンググラフであり、図４（Ａ）は、左庫の加熱運転時の庫内温度と左庫熱交換器への冷媒流通をＯＮ／ＯＦＦする電磁弁の開閉タイミングとの関係を示し、図４（Ｂ）は、中庫の冷却運転時の庫内温度と第１熱交換器への冷媒流通をＯＮ／ＯＦＦする電磁弁の開閉タイミングとの関係を示し、図４（Ｃ）は、右庫の冷却運転時の庫内温度と第２熱交換器への冷媒流通をＯＮ／ＯＦＦする電磁弁の開閉タイミングとの関係を示し、図４（Ｄ）は、圧縮機の運転回転数を示し、図４（Ｅ）は、図４（Ｄ）に示す圧縮機回転数と、これと略比例関係になる冷却加熱装置の推定消費電力との関係を示している。
【図５】図５は、負荷指標値と最適運転パラメータとの対応関係のテーブルの一例を示す図であり、図５（Ａ）は、ＨＣＣ運転時のテーブルであり、図５（Ｂ）は、ＨＨＣ運転時のテーブルであり、図５（Ｃ）は、ＣＣＣ運転時のテーブルである。
【図６】図６は、第３の制御方法の手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、テーブル作成システムの一例である実験手段の構成図である。
【図８】図８は、テーブル作成方法の一例を示すフローチャートでる。
【図９】図９は、図７に示す実験手段による運転指標値の測定データの一例を示す表である。
【図１０】図１０は、変形例に係るテーブル作成方法の手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、第２の実施形態に係る自動販売機の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、第４の制御方法の手順を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、運転パラメータとして圧縮機回転数を用いた場合の最適運転パラメータの探索方法の説明図である。
【図１４】図１４は、図１３に示される最適運転パラメータの探索方法の一手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、ＨＣＣ運転時の探索領域テーブルの一例を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る自動販売機について、その制御方法との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
１．第１の実施形態に係る自動販売機の説明
１．１  全体構成の説明
図１は、本発明の第１の実施形態に係る自動販売機１０の構成図である。この自動販売機１０は、３つの庫に仕切られた商品収納室１２と、商品収納室１２内を加熱及び冷却する冷却加熱装置１４と、冷却加熱装置１４の運転を制御すると共に当該自動販売機１０の全体的な制御も行う制御装置１６とを備え、商品収納室１２内に収納した缶入り飲料やペットボトル飲料等の商品を冷やした状態で又は温めた状態で販売するものである。
【００２４】
図１に示すように、自動販売機１０は、冷却加熱装置１４及び制御装置１６を収納した本体キャビネット１８を備える。本体キャビネット１８の上部は、２枚の仕切板２０、２０によって仕切られることで左庫１２Ｌ、中庫１２Ｍ及び右庫１２Ｒの３庫を有する商品収納室１２を構成し、下部は仕切床２２によって商品収納室１２と仕切られた機械室２４を構成する。
【００２５】
本体キャビネット１８の前面には図示しない開閉扉が設けられ、この開閉扉には、商品ディスプレイ、商品選択ボタン、商品取出口及び硬貨（紙幣）投入口等が配設される。なお、図１では、制御装置１６を機械室２４に配置した構成を例示しているが、制御装置１６は、例えば前記開閉扉の裏面位置や商品収納室１２の前面位置、機械室２４の前面位置等に配設してもよく、本体キャビネット１８内又は本体キャビネット１８外の適切な箇所に適宜配設されればよい。
【００２６】
冷却加熱装置１４は、機械室２４に配設される圧縮機２６、庫外熱交換器２８及び電子膨張弁（ＥＥＶ。膨張装置）３０と、左庫１２Ｌに配設される左庫熱交換器（凝縮器、蒸発器）３２と、中庫１２Ｍに配設される第１蒸発器３４と、右庫１２Ｒに配設される第２蒸発器３６とを備え、これらが所定量の冷媒を封入した配管によって接続されることで冷媒回路（冷媒サイクル）を構成している。本実施形態の場合、冷却加熱装置１４は、さらに、左庫１２Ｌ及び中庫１２ＭにそれぞれヒータＨ１、Ｈ２を備える。
【００２７】
圧縮機（モータコンプレッサ）２６は、低温低圧の冷媒を吸引側配管４２ａを介して吸引口から吸引し、それを圧縮することで高温高圧状態にして吐出口から吐出側配管４２ｂへと吐出するものであり、インバータ４０によって回転数可変に構成されている。吐出側配管４２ｂは２方に分岐しており、一方の配管４４ａは、電磁弁４６を介して左庫１２Ｌ内へと配設されて左庫熱交換器３２に接続され、他方の配管４８ａは、電磁弁５０を介して庫外熱交換器２８に接続される。電磁弁４６、５０を交互に開閉することにより、圧縮機２６から吐出された冷媒は左庫熱交換器３２又は庫外熱交換器２８に択一的に流通される。電磁弁４６、５０は、制御装置１６の制御下に開閉される開閉弁（ＯＮ−ＯＦＦ弁）であり、後述する他の電磁弁についても同様である。
【００２８】
左庫熱交換器３２の出口側の配管は２方に分岐しており、一方の配管４４ｂは、電磁弁５２を介して庫外熱交換器２８の出口側の配管４８ｂと合流した後、電磁弁５４を介して電子膨張弁３０の入口側に接続される。他方の配管４４ｃは、電磁弁５６を介して吸引側配管４２ａに接続される。
【００２９】
電子膨張弁３０は、制御装置１６からの開度指令によって開度（絞りの程度）を可変に構成されており、流入する冷媒を出口側の左庫熱交換器３２、第１蒸発器３４及び第２蒸発器３６に至るまでに所定の圧力（流量）まで低下させ、これら各熱交換器における冷媒の蒸発温度を制御する。電子膨張弁３０の出口側の配管は、分配器５８によって３方に分岐されており、各配管６０ａ、６０ｂ、６０ｃは、それぞれ電磁弁６２、６４、６６を介して左庫熱交換器３２、第１蒸発器３４、第２蒸発器３６の入口側に接続される。なお、配管６０ａは、吐出側配管４２ｂから分岐した配管４４ａに合流して左庫熱交換器３２へと接続される。また、第１蒸発器３４及び第２蒸発器３６の出口側の配管は、それぞれ吸引側配管４２ａに接続される。
【００３０】
左庫熱交換器３２にはファンＦ１が近接配置され、第１蒸発器３４にはファンＦ２が近接配置され、第２蒸発器３６にはファンＦ３が近接配置され、庫外熱交換器２８にはファンＦ４が近接配置される。ファンＦ１〜Ｆ３は庫内送風用であり、左庫熱交換器３２、第１蒸発器３４及び第２蒸発器３６の周囲を通過して加熱又は冷却された空気を各庫内に循環させるためのものである。ファンＦ４は庫外送風用であり、庫外熱交換器２８の周囲に外気を通過させて外部へと送出するためのものである。
【００３１】
冷却加熱装置１４では、上記のような冷媒回路を構成したことにより、各庫１２Ｌ、１２Ｍ、１２Ｒ内にそれぞれ配設された温度センサＴ１、Ｔ２、Ｔ３による測定温度に基づき、制御装置１６の制御下で圧縮機２６の回転数や電子膨張弁３０の開度を変化させ、さらに、各電磁弁４６、５０、５２、５６、６２、６４、６６を適宜開閉制御することにより、各庫内を所望の温度域で管理することができる。温度センサＴ４は、当該自動販売機１０の周囲温度（外部の環境温度）を測定するためのものである。なお、電磁弁４６、５０（５２、５６）に代えて２つの流路を択一的に切り換える２方弁を用いてもよく、同様に、電磁弁６２、６４、６６に代えて３つの方の流路を択一的に切り換える３方弁を用いてもよい。
【００３２】
このような自動販売機１０では、商品収納室１２に収納される商品種類や気候条件等に応じて、例えば３つの運転モード（ＨＣＣ運転、ＣＣＣ運転、ＨＨＣ運転）を実行することができる。ＨＣＣ運転は、左庫１２Ｌを加熱（ＨＯＴ）運転し、右庫１２Ｍ及び右庫１２Ｒを冷却（ＣＯＬＤ）運転する運転モードであり、ＣＣＣ運転は、左庫１２Ｌ、右庫１２Ｍ及び右庫１２Ｒを全て冷却（ＣＯＬＤ）運転する運転モードであり、ＨＨＣ運転は、左庫１２Ｌ及び中庫１２Ｍを加熱（ＨＯＴ）運転し、右庫１２Ｒを冷却（ＣＯＬＤ）運転する運転モードである。
【００３３】
具体的には、ＨＣＣ運転では、電磁弁４６、５２、５４、６４、６６を開き、電磁弁５０、５６、６２を閉じる。従って、圧縮機２６から吐出された高温高圧の冷媒は、配管４４ａから左庫熱交換器３２に流入して左庫１２Ｌ内の空気に放熱して凝縮された後、配管４４ｂを通じて電子膨張弁３０で減圧されて断熱膨張し、配管６０ｂ、６０ｃから第１蒸発器３４及び第２蒸発器３６に流入して中庫１２Ｍ及び右庫１２Ｒ内の空気から吸熱して蒸発し、低温低圧になって吸引側配管４２ａから圧縮機２６へと戻るサイクルを繰り返す。つまり、ＨＣＣ運転では、左庫熱交換器３２が凝縮器として機能することで左庫１２Ｌが加熱され、第１蒸発器３４及び第２蒸発器３６が蒸発器として機能することで中庫１２Ｍ及び右庫１２Ｒが冷却される。この際、左庫熱交換器３２による左庫１２Ｌの加熱を補助するために、ヒータＨ１を適宜動作させてもよい。勿論、左庫熱交換器３２に代えて庫外熱交換器２８を凝縮器として用い、左庫１２Ｌの加熱はヒータＨ１のみによって行ってもよい。
【００３４】
ＣＣＣ運転では、電磁弁５０、５４、５６、６２、６４、６６を開き、電磁弁４６、５２を閉じる。従って、圧縮機２６から吐出された高温高圧の冷媒は、配管４８ａから庫外熱交換器２８に流入して外気に放熱して凝縮された後、配管４８ｂを通じて電子膨張弁３０で減圧されて断熱膨張し、配管６０ａ、６０ｂ、６０ｃから左庫熱交換器３２、第１蒸発器３４及び第２蒸発器３６に流入して左庫１２Ｌ、中庫１２Ｍ及び右庫１２Ｒ内の空気から吸熱して蒸発し、低温低圧になって吸引側配管４２ａから圧縮機２６へと戻るサイクルを繰り返す。つまり、ＣＣＣ運転では、左庫熱交換器３２、第１蒸発器３４及び第２蒸発器３６が蒸発器として機能することで各庫１２Ｌ、１２Ｍ、１２Ｒが全て冷却される。
【００３５】
ＨＨＣ運転では、電磁弁４６、５２、５４、６６を開き、電磁弁５０、５６、６２、６４を閉じる。従って、圧縮機２６から吐出された高温高圧の冷媒は、配管４４ａから左庫熱交換器３２に流入して左庫１２Ｌ内の空気に放熱して凝縮された後、配管４４ｂを通じて電子膨張弁３０で減圧されて断熱膨張し、配管６０ｃから第２蒸発器３６に流入して右庫１２Ｒ内の空気から吸熱して蒸発し、低温低圧になって吸引側配管４２ａから圧縮機２６へと戻るサイクルを繰り返す。この際、中庫１２Ｍの加熱はヒータＨ２を動作させることで実施される。つまり、ＨＨＣ運転では、左庫熱交換器３２が凝縮器として機能することで左庫１２Ｌ内が加熱され、第２蒸発器３６が蒸発器として機能することで右庫１２Ｒが冷却され、ヒータＨ２によって中庫１２Ｍが加熱される。勿論、左庫熱交換器３２による左庫１２Ｌの加熱を補助するために、適宜ヒータＨ１を動作させてもよいし、左庫熱交換器３２に代えて庫外熱交換器２８を凝縮器として用い、左庫１２Ｌの加熱はヒータＨ１のみによって行ってもよい。
【００３６】
１．２  制御装置の構成の説明
図２は、図１に示す自動販売機１０の制御装置１６の構成を示すブロック図である。制御装置１６は、負荷指標値測定部７０と、記憶部（最適運転パラメータ記憶部）７２と、運転パラメータ取得部７４と、出力部７６と、運転制御部７８とを備え、温度センサＴ１〜Ｔ３の測定温度に基づき、商品収納室１２の室内温度、つまり各庫の庫内温度を予め設定された所望の温度域とするように冷却加熱装置１４の運転を制御し、さらに当該自動販売機１０の販売管理や在庫管理等の全体的な制御も行うコントローラである。
【００３７】
負荷指標値測定部７０は、当該自動販売機１０の稼働中（運転中）に所定のサンプリングタイムで逐次、つまりオンラインで、加熱庫（左庫１２Ｌ、中庫１２Ｍ）での加熱負荷と、冷却庫（左庫１２Ｌ、中庫１２Ｍ、右庫１２Ｒ）での冷却負荷との指標となる負荷指標値（例えば、運転率比）を測定・演算する。
【００３８】
記憶部７２には、自動販売機１０の消費電力を可及的に低減するための最適な運転パラメータ（例えば、各庫内の設定温度）が負荷指標値毎に予め設定され、テーブル又は関数として記憶されている（図５も参照）。
【００３９】
運転パラメータ取得部７４は、負荷指標値測定部７０によってオンラインで測定した負荷指標値に対応する最適な運転パラメータ（最適運転パラメータ）を記憶部７２のテーブル（又は関数）から取得する。運転パラメータ取得部７４で取得した最適運転パラメータは、出力部７６から運転制御部７８へと出力される。
【００４０】
運転制御部７８は、冷却加熱装置１４の運転を制御する機能を有し、当該自動販売機１０での消費電力を最小に又は可及的に低減すべく、出力部７６から受信した最適運転パラメータを用いて冷却加熱装置１４の運転制御を行う。運転制御部７８は、圧縮機制御部（回転数補正部）８０と、膨張弁制御部（開度補正部）８２と、ファン制御部８４と、ヒータ制御部８６と、電磁弁制御部８８とを備える。
【００４１】
圧縮機制御部８０は、圧縮機２６を運転開始（ＯＮ）及び運転停止（ＯＦＦ）させるための運転指令や、運転回転数を変化させるための回転数補正指令等を生成し、これらの指令に従ってインバータ４０を制御することで圧縮機２６を運転制御する。圧縮機２６にインバータ４０が接続されない構成の場合には、圧縮機制御部８０が圧縮機２６を直接的にＯＮ／ＯＦＦさせてもよい。膨張弁制御部８２は、電子膨張弁３０の開度を変化させるための開度補正指令を生成し、この指令に従って電子膨張弁３０の開度を制御する。
【００４２】
ファン制御部８４は、各ファンＦ１〜Ｆ４の運転開始（ＯＮ）及び運転停止（ＯＦＦ）を制御すると共に、送風回転数をファンＦ１〜Ｆ４毎に個別に制御する。つまり、ファン制御部８４は、凝縮器（庫外熱交換器２８、左庫熱交換器３２）に設置されるファンＦ１、Ｆ４のＯＮ／ＯＦＦや回転数を制御する凝縮器ファン制御部としての機能と、蒸発器（左庫熱交換器３２、第１熱交換器３４、第２熱交換器３６）に設置されるファンＦ１〜Ｆ３のＯＮ／ＯＦＦや回転数を制御する蒸発器ファン制御部としての機能とを有する。ヒータ制御部８６は、各ヒータＨ１、Ｈ２の運転開始（ＯＮ）及び運転停止（ＯＦＦ）を制御すると共に、ヒータ出力を個別に制御する。また、電磁弁制御部８８は、各電磁弁４６、５０、５２、５６、６２、６４、６６の開閉を個別に制御する。
【００４３】
１．３  自動販売機の制御方法の説明
次に、自動販売機１０の制御方法について説明する。
【００４４】
１．３．１  第１の制御方法の説明
先ず、自動販売機１０の第１の制御方法について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。この第１の制御方法は、自動販売機１０の稼働中に運転サイクル（例えば、図４中の時刻ｔ１〜ｔ４間）毎に逐次実行されることにより、自動販売機１０の運転状態をそのときの負荷状態に応じて最適に制御し、消費電力を可及的に低減しようとするものである。
【００４５】
図３は、第１の制御方法の手順を示すフローチャートである。図４は、ＨＣＣ運転時の運転サイクル毎の各庫内の温度変化を電磁弁の開閉タイミングや圧縮機回転数との関係で示すタイミンググラフであり、図４（Ａ）は、左庫１２Ｌの加熱（ＨＯＴ）運転時の庫内温度（℃）と左庫熱交換器３２への冷媒流通をＯＮ／ＯＦＦする電磁弁４６の開閉タイミングとの関係を示し、図４（Ｂ）は、中庫１２Ｍの冷却（ＣＯＬＤ）運転時の庫内温度（℃）と第１熱交換器３４への冷媒流通をＯＮ／ＯＦＦする電磁弁６４（又は電磁弁５４又は電子膨張弁３０）の開閉タイミングとの関係を示し、図４（Ｃ）は、右庫１２Ｒの冷却（ＣＯＬＤ）運転時の庫内温度（℃）と第２熱交換器３６への冷媒流通をＯＮ／ＯＦＦする電磁弁６６（又は電磁弁５４又は電子膨張弁３０）の開閉タイミングとの関係を示し、図４（Ｄ）は、圧縮機の運転回転数（ｒｐｍ）を示している。なお、図４（Ｅ）は、図４（Ｄ）に示す圧縮機回転数と、これと略比例関係になる冷却加熱装置１４の推定消費電力（Ｗ）との関係を示しているが、この第１の制御方法では図４（Ｅ）に示すグラフを用いる必要はない。
【００４６】
自動販売機１０が運転開始されると、制御装置１６は、各庫内の温度センサＴ１〜Ｔ３での検出結果に基づき、各庫１２Ｌ、１２Ｍ、１２Ｒの庫内温度を予め設定された温度域（例えば、ＨＯＴでは６３℃〜６７℃、ＣＯＬＤでは３℃〜７℃）に管理するように、冷却加熱装置１４を運転制御し、この運転制御を自動販売機１０の稼働中継続する。
【００４７】
このような自動販売機１０の稼働中、先ず、図３のステップＳ１において、冷却加熱装置１４の運転サイクル（１サイクル）の開始及び終了を検出する。
【００４８】
冷却加熱装置１４の１サイクルは、図４（Ａ）〜図４（Ｄ）に示すように、圧縮機２６の運転開始（ＯＮ）から次の運転開始（ＯＮ）までの期間（時刻ｔ１〜ｔ４間、時刻ｔ４〜ｔ５間、時刻ｔ５〜ｔ６間、時刻ｔ６〜ｔ７間）として特定され、その周期は例えば３０分程度である。そして、この１サイクルの間、例えばＨＣＣ運転では、左庫熱交換器３２への冷媒の流通の可否が電磁弁４６によって制御され（図４（Ａ）参照）、同様に、第１熱交換器３４及び第２熱交換器３６への冷媒の流通の可否が電磁弁６４、６６（又は電磁弁５４又は電子膨張弁３０）によって制御されることになり（図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）参照）、ＣＣＣ運転及びＨＨＣ運転についても略同様である。
【００４９】
従って、図４に示すＨＣＣ運転では、圧縮機２６は、時刻ｔ１でＯＮして最大回転数で起動した後すぐに回転数を若干下げた状態で時刻ｔ２まで運転し、時刻ｔ２で回転数をさらに下げて時刻ｔ３まで運転し、時刻ｔ３から次の１サイクルの始点となる時刻ｔ４まではＯＦＦされる（図４（Ｄ）参照）。
【００５０】
この際、図４（Ａ）に示すように、左庫１２Ｌは、時刻ｔ１で電磁弁４６がＯＮされることにより、時刻ｔ１〜ｔ３の間、左庫熱交換器３２内で凝縮する冷媒からの放熱によって庫内温度が次第に上昇し、温度センサＴ１による検出温度が設定温度域（ＯＦＦ点とＯＮ点の間）の上限温度（ＯＦＦ点）に達した際、電磁弁４４がＯＦＦされる。このため、左庫熱交換器３２への冷媒の流通が停止されて庫内温度が次第に低下し、次の１サイクル目の始点となる時刻ｔ４で再び電磁弁４４がＯＮされる。略同様、図４（Ｂ）に示すように、中庫１２Ｍは、時刻ｔ１で電磁弁６４（又は電磁弁５４又は電子膨張弁３０）がＯＮされることにより、時刻ｔ１〜ｔ２の間、第１蒸発器３４内で蒸発する冷媒による吸熱によって庫内温度が次第に低下し、温度センサＴ２による検出温度が設定温度域（ＯＮ点とＯＦＦ点との間）の下限温度（ＯＦＦ点）に達した際、電磁弁６４がＯＦＦされる。このため、第１蒸発器３２への冷媒の流通が停止されて庫内温度が次第に上昇し、次の１サイクル目の始点となる時刻ｔ４で再び電磁弁６４がＯＮされることになり、図４（Ｃ）に示す右庫１２Ｒについても中庫１２Ｍと略同様に動作する。
【００５１】
ステップＳ２では、各庫１２Ｌ、１２Ｍ、１２Ｒについて、それぞれ上記ステップＳ１で検出した運転サイクル中での各電磁弁のＯＮ／ＯＦＦタイミング、つまり左庫熱交換器３２、第１蒸発器３４及び第２蒸発器３６への冷媒流通をＯＮ／ＯＦＦするタイミング（この場合は、時刻ｔ２又は時刻ｔ３）を検出する。
【００５２】
ステップＳ３では、ステップＳ２での検出結果に基づき、各庫１２Ｌ、１２Ｍ、１２Ｒでの加熱動作及び冷却動作の動作時間、つまり左庫熱交換器３２、第１蒸発器３４及び第２蒸発器３６への冷媒の流通時間（ＯＮ時間）及び非流通時間（ＯＦＦ時間）を計測する。左庫１２Ｌでは、時刻ｔ１〜ｔ３間がＯＮ時間となっており、時刻ｔ３〜ｔ４間がＯＦＦ時間となっている（図４（Ａ）参照）。略同様に、中庫１２Ｍ及び右庫１２Ｒでは、時刻ｔ１〜ｔ２間がＯＮ時間となっており、時刻ｔ２〜ｔ４間がＯＦＦ時間となっている（図４（Ｂ）及び図４（Ｃ））。この際、計測されるＯＮ時間の比率が１サイクルの間で大きいほど、多くの加熱動作や冷却動作が必要であったことを示し、つまり各庫での加熱負荷や冷却負荷が大きかったことを示している。
【００５３】
ステップＳ４では、各庫１２Ｌ、１２Ｍ、１２Ｒについて、それぞれの加熱動作や冷却動作における１サイクル中のＯＮ時間の比率である運転率（＝ＯＮ時間／（ＯＮ時間＋ＯＦＦ時間））を算出する。算出した各庫の運転率は、各庫の加熱負荷や冷却負荷の指標となる値（負荷指標値）であるが、この第１の制御方法では、自動販売機１０全体の負荷指標値として、加熱庫である左庫１２Ｌと冷却庫である中庫１２Ｍ又は右庫１２Ｒとの間の運転率の比（運転率比）を用いる。
【００５４】
すなわち、ステップＳ５では、加熱庫である左庫１２Ｌと冷却庫である中庫１２Ｍ又は右庫１２Ｒとの間の運転率比を算出する。この運転率比は、加熱負荷と冷却負荷の比を表しており、自動販売機１０の稼働中の所定時間（１サイクル）における加熱負荷状況と冷却負荷状況とをまとめて考慮することができる負荷指標値となる。なお、冷却庫が複数庫（本実施形態では、中庫１２Ｍ及び右庫１２Ｒの２庫）ある場合には、各庫のうちで最大値を示す運転率を用いて運転率比を算出すればよい。
【００５５】
以下、運転率比として加熱運転率に対する冷却運転率の比率（冷却運転率／加熱運転率。Ｃ／Ｈ運転率比）を用いるが、運転率比として冷却運転率に対する加熱運転率の比率（加熱運転率／冷却運転率。Ｈ／Ｃ運転率比）を用いてもよいことは勿論である。
【００５６】
なお、運転率比が１の場合には、加熱負荷と冷却負荷とが一致していることになる。一般に、自動販売機の冷却加熱装置は、運転率比が１となる負荷状況を標準条件として設計されることが多いため、ステップＳ５で算出される運転率比は前記標準条件からの現在状態のずれを判断する上でも有用な指標となる。
【００５７】
ステップＳ５までに算出する運転率比は、冷却加熱装置の運転サイクル単位（１サイクル単位）という短時間での値として計測・算出されるため、サイクル毎に計測誤差やバラつきを生じる可能性もある。そこで、過去数サイクル分の運転率比（負荷指標値）の平均値として移動平均を演算し、算出される運転率比の精度を高めてもよい（ステップＳ６）。このステップＳ６は必ずしも実行する必要はなく、自動販売機１０の状態や各サイクルの運転率比の変遷等を考慮して必要に応じて実行するとよい。
【００５８】
上記したステップＳ１〜Ｓ６は、主に負荷指標値測定部７０によって実行されるものであり、次は、ステップＳ５（又はＳ６）で算出した運転率比を用い、運転パラメータ取得部７４によって最適運転パラメータを取得するステップＳ７を実行する。
【００５９】
ステップＳ７において、運転パラメータ取得部７０は、予め実験やシミュレーションによって設定されている負荷指標値（ここでは運転率比）毎の最適運転パラメータのうち、ステップＳ５（又はＳ６）で算出した運転率比に対応する最適運転パラメータを所定の記憶部７２のテーブルから取得する。
【００６０】
図５は、負荷指標値（運転率比又は運転率又は周囲温度）と最適運転パラメータとの対応関係のテーブルの一例を示す図であり、図５（Ａ）は、ＨＣＣ運転時のテーブルであり、図５（Ｂ）は、ＨＨＣ運転時のテーブルである。なお、図５（Ｃ）は、ＣＣＣ運転時のテーブルであり、このテーブルは後述する第２の制御方法において用いるものである。
【００６１】
記憶部７２に記憶されるテーブルについて、ＨＨＣ運転では、負荷指標値である運転率比の各値に対して、例えばそれぞれ４つの最適運転パラメータの項目が設定される（図５（Ａ）参照）。各項目としては、例えば、第１蒸発器３４及び（又は）第２蒸発器３６での蒸発温度目標値（℃）と、左庫熱交換器３２での凝縮温度目標値（℃）と、加熱単独運転時の電子膨張弁開度（ｍｓｅｃ）と、加熱単独運転時の圧縮機回転数（ｒｐｍ）とを挙げることができる。なお、図５（Ｂ）に示すＨＨＣ運転でも、負荷指標である運転率比の各値に対して、例えばそれぞれ４つの最適運転パラメータを設定するとよく、この最適運転パラメータの項目は図５（Ａ）に示すＨＣＣ運転時のものと同様でよい。
【００６２】
この場合、加熱単独運転とは、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示されるように、加熱運転（左庫１２Ｌ）と冷却運転（中庫１２Ｍ、右庫１２Ｒ）での冷媒流通のＯＮ／ＯＦＦタイミングが異なる場合に、冷却運転が先にＯＦＦとなり（図４中の時刻ｔ２）、加熱運転のみが単独で行われる状態（図４中の時刻ｔ２〜ｔ３）である。略同様に、後述する冷却単独運転とは、図４のグラフとは異なり、加熱運転が先にＯＦＦとなり、冷却運転のみが単独で行われる状態である。
【００６３】
電子膨張弁開度（ｍｓｅｃ）とは、電子膨張弁３０の最大開度（ｍｓｅｃ）に対する開弁時間（ｍｓｅｃ）を指定する値であり、例えば、図５（Ａ）中の電子膨張弁開度１６００ｍｓｅｃは、最大５０００ｍｓｅｃのうち１６００ｍｓｅｃだけ弁を開ける、つまり開度３２％に相当することを示している。
【００６４】
従って、ステップＳ７では、このように設定された記憶部７２のテーブル（図５参照）から、ステップＳ５（又はＳ６）で算出した運転率比に対応する最適運転パラメータを取得する。例えば、ＨＣＣ運転時に、算出された運転率比が０．２５の場合には、最適運転パラメータは、それぞれ「蒸発温度目標値：−４（℃）」、「凝縮温度目標値：６８（℃）」、「膨張弁開度：１６００（ｍｓｅｃ）」、「圧縮機回転数：２６００（ｒｐｍ）」となり、これら最適運転パラメータが出力部７６から運転制御部７８へと出力され、他の運転（ＣＣＣ運転及びＨＨＣ運転）についても略同様でよい。
【００６５】
なお、ステップＳ５で算出される負荷指標値は、必ずしも記憶部７２のテーブルに設定された値にはならず、通常は、所定の２点間の値となる。例えば、図５（Ａ）に示すＨＣＣ運転時に負荷指標値である運転率比が０．４と算出された場合、この運転率比０．４は、０．２５と０．５の間の値となっている。そこで、このような場合には、算出された負荷指標値（運転率比０．４）を含む２点（運転率比０．２５、０．５）での最適運転パラメータの値を抽出し、それを線形補間することで算出された負荷指標値（運転率比０．４）に対応する最適運転パラメータを求めるとよい。換言すれば、負荷指標値の連続的な変化に対し、その負荷指標値毎の最適運転パラメータの値も連続的に変化することになる。そこで、図５に示すようなテーブルを作成する場合には、現実に発生し得ると想定される負荷指標値を十分に網羅することができるように、広い範囲に対して細かく値を設定した負荷指標値及び最適運転パラメータを設定しておけば、２点間を線形補間する場合の抽出精度を向上させることができる。
【００６６】
記憶部７２に記憶する負荷指標値毎の最適運転パラメータの値は、図５に示すようなテーブルではなく関数として記憶してもよい。関数を用いる場合には、例えば、負荷指標値をｘ０と称し、最適運転パラメータ値をｙ０（複数種類を取り得る）と称した場合に、ｙ０＝ｆ（ｘ０）、との関数を設定しておくことにより、計測された負荷指標値に対応する最適運転パラメータを容易に算出することできる。
【００６７】
次に、ステップＳ８において、運転制御部７８は、ステップＳ７で取得した最適運転パラメータによって冷却加熱装置１４の運転パラメータを再設定し、圧縮機制御部８０、膨張弁制御部８２、ファン制御部８４、ヒータ制御部８６、電磁弁制御部８８を動作させることにより、再設定した最適運転パラメータによって冷却加熱装置１４を運転制御する。
【００６８】
ステップＳ８での運転制御部７８による運転制御についてより具体的に説明すると、例えば、ＨＣＣ運転では、取得された最適運転パラメータである蒸発温度目標値、凝縮温度目標値、膨張弁開度及び圧縮機回転数の各値に基づき、回転数補正部となる圧縮機制御部８０によって圧縮機２６の回転数を変化させると共に、開度補正部となる膨張弁制御部８２によって電子膨張弁３０の開度を変化させる。そして、目標温度と実際の測定温度との間でフィードバック制御を行うことで定まる凝縮温度及び蒸発温度により、庫内温度を所望の制御温度域（図４中の庫内温度の上下限域であるＯＮ点とＯＦＦ点の間）に維持すべく、電磁弁４６、６４、６６等を開閉制御して、加熱動作及び冷却動作を適宜ＯＮ／ＯＦＦさせるとよい。勿論、他の運転（ＣＣＣ運転及びＨＨＣ運転）についても略同様に行えばよい。
【００６９】
従って、冷却加熱装置１４は、自動販売機１０の稼働中にリアルタイム計測（例えば、１サイクル毎に計測）される負荷指標値に対応する最適な運転パラメータによって運転制御されるため、当該自動販売機１０の運転効率を向上させ、その消費電力を可及的に低減させることが可能となる。そして、このようなステップＳ１〜Ｓ８で示される第１の制御方法は、自動販売機１０の稼働中に逐次繰り返し実行されることにより、稼働中に時々刻々と変化する負荷変動に追従した制御運転が可能となり、自動販売機１０（冷却加熱装置１４）での消費電力を最小限に抑えつつ、各庫内温度を設定された温度域に維持することができる。
【００７０】
なお、運転パラメータとしては、上記した蒸発温度目標値、凝縮温度目標値、膨張弁開度、及び、圧縮機回転数以外に、例えば、加熱庫（左庫１２Ｌ、中庫１２Ｍ）の設定温度、冷却庫（左庫１２Ｌ、中庫１２Ｍ、右庫１２Ｒ）の設定温度、凝縮器ファン（ファンＦ１、Ｆ４）の回転数、蒸発器ファン（ファンＦ１〜Ｆ３）の回転数、及び、ヒータＨ１、Ｈ２の出力を用いてもよく、これらのうち、１つ以上の運転パラメータを用いるとよい。
【００７１】
１．３．２  第２の制御方法の説明
ところで、冷却加熱装置１４で加熱運転と冷却運転を同時に行なっていない場合には、加熱運転率と冷却運転率との比である運転率比を算出することができない。この運転状態としては、例えば、ＣＣＣ運転や、ＨＣＣ運転時に左庫１２Ｌの加熱が十分であって左庫熱交換器３２の代わりに庫外熱交換器２８を凝縮器として用いた運転（ＨＣＣ運転時に電磁弁４６を閉じて電磁弁５０を開いた運転）等が挙げられる。これらの運転時には、庫内への加熱がなされず、冷却のみが実施された状態にある。
【００７２】
そこで、次に、加熱運転のみ又は冷却運転のみの運転状態において特に有効となる自動販売機１０の第２の制御方法について説明する。この第２の制御方法は、全体的な制御フローは図３に示す第１の制御方法と略同様であるが、負荷指標値として運転率比の代わりに運転率を用いる点が相違している。第２の制御方法については、図３のフローチャートを代用して説明する。
【００７３】
先ず、冷却運転のみ又は加熱運転のみが行われている場合には、ステップＳ４で算出した各庫の運転率のうち、最大の運転率を負荷指標値として用い、ステップＳ５は省略する。例えば、ＣＣＣ運転時に、左庫１２Ｌの運転率が最大の場合には、該左庫１２Ｌの運転率を負荷指標値として採用する。
【００７４】
次いで、必要に応じてステップＳ６を行った後、ステップＳ４（又はＳ６）で算出した運転率を用いて、運転パラメータ取得部７４で最適運転パラメータを取得するステップＳ７を実行する。
【００７５】
ステップＳ７において、運転パラメータ取得部７０は、予め実験やシミュレーションによって設定されている運転率（負荷指標値）毎の最適運転パラメータのうち、ステップＳ４（又はＳ６）で算出した運転率に対応する最適運転パラメータを所定の記憶部７２のテーブルから取得する。ＣＣＣ運転では、負荷指標値である運転率の各値に対して、例えばそれぞれ２つの最適運転パラメータの項目が設定される（図５（Ｃ））。各項目としては、例えば、第１蒸発器３４及び第２蒸発器３６での冷却単独運手時の蒸発温度目標値（℃）と、冷却単独運転時の圧縮機回転数（ｒｐｍ）とを挙げることができる。
【００７６】
すなわち、ステップＳ７では、例えばＣＣＣ運転時、算出された運転率（最大値）が０．５の場合には、最適運転パラメータは、それぞれ「蒸発温度目標値：−５（℃）」、「圧縮機回転数：２４００（ｒｐｍ）」となり（図５（Ｃ）参照）、これらの最適運転パラメータが出力部７６から運転制御部７８へと出力される。そして、上記第１の制御方法の場合と同様、運転制御部７８は、この最適運転パラメータによって冷却加熱装置１４の運転パラメータを再設定し、運転を制御することになる（ステップＳ８）。
【００７７】
１．３．３  第３の制御方法の説明
上記第１及び第２の制御方法では、負荷指標値として、加熱負荷及び冷却負荷の指標となる運転率比、又は、加熱負荷若しくは冷却負荷の指標となる運転率を用いるものとして説明した。しかしながら、自動販売機１０における負荷指標値としては、運転率比や運転率以外のパラメータを用いることも勿論可能である。
【００７８】
そこで、次に、自動販売機１０の第３の制御方法について、図６のフローチャートを参照して説明する。この第３の制御方法では、負荷指標値として温度センサＴ４（図１参照）で測定される自動販売機１０の周囲温度を用いる。周囲温度が高い場合には、外部から自動販売機１０への熱の侵入が増加して冷却負荷が増加すると同時に加熱負荷は低下する一方、周囲温度が低い場合には、自動販売機１０から外部への熱の放出が増加して加熱負荷が増加すると同時に冷却負荷は低下することになる。このように、周囲温度は、自動販売機１０の運転状態によっては加熱負荷及び冷却負荷の両方の指標又はいずれか一方の負荷の指標となり得る。
【００７９】
自動販売機１０の稼働中、先ず、図６中のステップＳ１１において、負荷指標値測定部７０は、温度センサＴ４によって測定される周囲温度を検出する。この周囲温度は、運転サイクル（例えば、図４中の時刻ｔ１〜ｔ４間）毎に、任意の１点を抽出したものでよく、又は運転サイクルの全時間分若しくは所定時間分の検出値の平均値や積算値を算出したものでもよい。
【００８０】
ステップＳ１２、Ｓ１３は、上記した第１及び第２の制御方法のステップＳ７、Ｓ８と略同様である。すなわち、ステップＳ１２において、運転パラメータ取得部７０は、予め実験やシミュレーションによって設定されている周囲温度（負荷指標値）毎の最適運転パラメータのうち、ステップＳ１１で取得した周囲温度に対応する最適運転パラメータを所定の記憶部７２のテーブルから取得する。
【００８１】
負荷指標値として周囲温度を用いる場合には、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に例示したテーブルにおいて、運転率比及び運転率の代わりに、周囲温度（℃）毎にそれぞれ設定された最適運転パラメータを用いるとよい。例えば、ＨＣＣ運転時に、検出された周囲温度が５（℃）の場合には、最適運転パラメータは、それぞれ「蒸発温度目標値：−４（℃）」、「凝縮温度目標値：６８（℃）」、「電子膨張弁開度：１６００（ｍｓｅｃ）」、「圧縮機回転数：２６００（ｒｐｍ）」となり、これらの最適運転パラメータが出力部７６から運転制御部７８へと出力され、他の運転（ＣＣＣ運転及びＨＨＣ運転）についても略同様である。
【００８２】
ステップＳ１３において、運転制御部７８は、上記第１及び第２の制御方法の場合と同様に、取得した最適運転パラメータによって冷却加熱装置１４の運転パラメータを再設定し、運転を制御することになる。
【００８３】
１．４  テーブル作成方法の説明
ここで、記憶部７２に記憶しておくテーブル（又は関数）の作成方法、及びこの作成のためのシステムについて説明する。
【００８４】
図７は、テーブル作成システムの一例である実験手段１００の構成図である。図７に示す実験手段１００は、実機の自動販売機１０１を用いて実験を行い、各負荷指標値毎の最適運転パラメータを決定し、図５に示されるようなテーブル（又は関数）を作成するためのものである。なお、実機を用いた実験ではなく、シミュレーションによってテーブル（又は関数）を作成する場合には、実機の自動販売機１０１を代替し得るシステム（シミュレーション手段。シミュレータ）を構成すればよい。
【００８５】
図７に示すように、この実験手段１００では、データインターフェースカード（記録メディア）１０２に運転パラメータの値の変更法則を指定したリストである運転パラメータ値リストを保存し、このリストをデータインターフェースカード１０２経由で自動販売機１０１に入力（コピー）する。そして、入力された運転パラメータ値リストに基づき、所定の負荷条件下に運転パラメータを逐次変更しながら運転実験を行い、得られた運転指標値（例えば、電力値）を計測装置（データロガー）１０４で計測し、ＰＣ１０６で保存・処理する。なお、図７中の参照符号１０８は、自動販売機１０１の各設定を手動操作するためのリモコンである。
【００８６】
図８は、テーブル作成方法の一例を示すフローチャートでる。図９は、図７に示す実験手段１００による運転指標値の測定データの一例を示す表であり、図７に示す実験手段１００において負荷条件として運転率を用い、運転パラメータ（冷却単独運転時の蒸発温度目標値（℃）、冷却単独運転時の圧縮機回転数（ｒｐｍ））の値を変更しながら実験運転を実施し、そのとき計測される負荷指標値（例えば、運転率）毎の電力（ｋＷ）を、運転時の消費電力の指標となる運転指標値として測定し、負荷指標値毎に並べたものである。
【００８７】
先ず、図８中のステップＳ２１では、負荷条件変更設定手段１１０によって負荷条件を変更設定する。負荷条件としては、上記した負荷指標である運転率比や運転率、周囲温度が挙げられる。なお、負荷条件変更設定手段１１０は、例えば、後述する運転パラメータ設定値変更手段１１２、負荷指標値計測・計算手段１１４、運転指標値測定・計算手段１１６、最適設定値決定手段１１８と共に、実験手段１００（又は前記シミュレーション手段）のＰＣ１０６（又は自動販売機１０１の制御装置）の一機能として構成される（図７参照）。
【００８８】
ステップＳ２２では、運転パラメータ設定値変更手段１１２により、ステップＳ２１で設定された負荷条件に対応する運転パラメータを変更設定し、自動販売機１０１を運転するか、又はシミュレーション手段を用いてシミュレーションを実施する。続いて、負荷指標値計測・計算手段１１４により、ステップＳ２２での実験時（又はシミュレーション時）の自動販売機１０１の負荷指標値を計測・計算し（ステップＳ２３）、このときの運転指標値（例えば、電力量）を運転指標値測定・計算手段１１６によって計測・計算する（ステップＳ２４）。
【００８９】
次に、ステップＳ２４で計測・計算された運転指標値（例えば、電力量）を、計測した負荷指標値（例えば、運転率）及び設定した運転パラメータ（例えば、蒸発温度目標値及び圧縮機回転数）と共に、図９に示されるようなデータテーブルとして保存する（ステップＳ２５）。例えば、図９中の一番上の行（欄）は、ＣＣＣ運転において負荷条件を運転率とし、運転パラメータを「冷却単独運転時の蒸発温度目標値：−４（℃）」、「冷却単独運転時の圧縮機回転数：２４００（ｒｐｍ）」として設定した際、計測・計算された負荷指標値（運転率）が０．５であり、運転指標値（電力）が１．２４（ｋＷ）（電力量が０．０７（ｋＷｈ））であることを示している。
【００９０】
ステップＳ２５で１つの測定データの取得が完了すると、次に、ステップＳ２２に戻り、運転パラメータの値を変更した上で再びステップＳ２３〜Ｓ２５を行い、このステップＳ２２〜Ｓ２５までを繰り返すことにより、測定データ（負荷指標値及び運転指標値）を蓄積する。最終的に、ステップＳ２１で設定された負荷条件について、所望の運転パラメータによるデータ測定が全て完了すると、続いて、別の負荷条件（例えば、運転率比や周囲温度）でのデータ測定を行う場合には、ステップＳ２１に戻って同様な実験を繰り返す。
【００９１】
ステップＳ２１〜Ｓ２５で必要な負荷条件についての必要なデータ測定が完了した場合には、最適設定値決定手段１１８により、負荷指標値毎の運転パラメータ値及び運転指標値の測定データを並べると共に（図９参照）、１種類の負荷指標値中で最良な運転指標値を示した運転パラメータを最適運転パラメータとして抽出し保存する（ステップＳ２７）。例えば、負荷指標値である運転率が０．５の場合には、測定した９通りの運転パラメータに基づく運転指標値（電力量）のうち、矢印Ａ１で示すデータが最良の運転指標値、つまり最も低い電力量であることがわかる。そこで、この矢印Ａ１で示すデータ中の運転パラメータを負荷指標値０．５での最適運転パラメータとして決定し、他の負荷指標値についても同様に決定する（矢印Ａ２及び矢印Ａ３参照）。このように抽出した負荷指標値毎の最適運転パラメータを並べてテーブルを作成することにより、図５に示されるようなテーブルを得ることができる。
【００９２】
ステップＳ２７の抽出・保存工程の前に、ステップＳ２６を実行することもできる。ステップＳ２６では、ステップＳ２５で蓄積した測定データのうち、運転パラメータ値及び運転指標値のデータについて曲面近似し、次いでステップＳ２７において、その曲面上の各運転パラメータ値の一定の範囲で運転指標値が最良となる運転パラメータ値を当該負荷指標値における最適運転パラメータとして抽出し保存する。例えば、図９に示すＣＣＣ運転実験での測定データにおいて、運転パラメータである冷却単独運転時の蒸発温度目標値（℃）を「ｘ１」と称し、冷却単独運転時の圧縮機回転数（ｒｐｍ）を「ｘ２」と称し、負荷指標値である電力量（ｋＷ）を「ｙ」と称した場合、負荷指標値毎に次の曲面近似式を得ることができる。
【００９３】
負荷指標値０．５の場合には、ｙ＝２．２１（ｘ１）−０．００２（ｘ２）＋０．１２（ｘ１）＾２＋０．００００１（ｘ２）＾２＋０．０９、との曲面近似式が得られる。そこで、この関数上での各運転パラメータの範囲「−８≦ｘ１≦−４、２４００≦ｘ２≦２８００」における最適値として、（ｘ１、ｘ２）＝（−５．５、２６５０）との最適運転パラメータを得ることができる。同様に、負荷指標値０．７５の場合には、ｙ＝１．７１（ｘ１）−０．００１２（ｘ２）＋０．２１（ｘ１）＾２＋０．００００２（ｘ２）＾２＋０．１１、との曲面近似式が得られる。そこで、この関数上での各運転パラメータの範囲「−８≦ｘ１≦−４、２４００≦ｘ２≦２８００」における最適値として、（ｘ１、ｘ２）＝（−６．７、２７５５）との最適運転パラメータを得ることができる。また、負荷指標値１．０の場合には、ｙ＝１．２１（ｘ１）−０．００３（ｘ２）＋０．３２（ｘ１）＾２＋０．００００３（ｘ２）＾２＋０．２３、との曲面近似式が得られる。そこで、この関数上での各運転パラメータの範囲「−８≦ｘ１≦−４、２４００≦ｘ２≦２８００」における最適値として、（ｘ１、ｘ２）＝（−８．５、２３５０）との最適運転パラメータを得ることができる。
【００９４】
なお、ステップＳ２１〜Ｓ２７での最適運転パラメータの決定は、ステップＳ２５の後、ステップＳ２１には戻らずにステップＳ２２に戻るのみのループを実行してからステップＳ２７（Ｓ２６）に進むことにより、一つの負荷条件毎に得られた測定データから最適運転パラメータを定めてからステップＳ２１に戻る手順で行ってもよいし（図８中のステップＳ２７からステップＳ２１までの２点鎖線の矢印参照）、ステップＳ２５の後、ステップＳ２２に戻るループを実行してからステップＳ２１に戻ることにより、負荷条件を変化させて得られた全ての測定データから負荷条件毎にまとめて最適運転パラメータを定める手順で行ってもよい。
【００９５】
テーブルに代えて関数を作成する場合にも、図８に示す手順と同様な工程を行えばよく、例えば、ステップＳ２７での最適設定値決定手段１１８による最適運転パラメータの抽出に際し、各負荷指標値と最適運転パラメータとの関係を関数によって規定し、この関数を保存するようにすればよい。
【００９６】
１．５  テーブル作成方法の変形例の説明
次に、テーブル（又は関数）作成方法の変形例について、図１０のフローチャートを参照して説明する。
【００９７】
上記したテーブル作成方法は、予め定められた運転パラメータ値リストに基づいて実験（又はシミュレーション）を行い、得られた測定データ全体から最適パラメータを求めるものである。これに対して、この変形例に係る作成方法は、負荷条件毎の運転パラメータに応じて得られた運転指標値に基づき、他の運転パラメータを探索し、これにより自動販売機の実機又はシミュレータをモデルとする探索ベースの最適化手法を実行して、当該負荷条件（負荷指標値）における最適運転パラメータを求める手法である。
【００９８】
先ず、図１０中のステップＳ３１では、負荷条件（運転率比又は運転率又は周囲温度）を変更設定すると共に、その負荷条件における所定の負荷指標値を設定する。例えば、図９に示されるように、負荷条件として運転率を設定し、そのときの負荷指標値として０．５を設定する。
【００９９】
続いて、設定された負荷条件に対応する運転パラメータについて、実験又はシミュレーションの開始時の運転パラメータ値である初期値を設定し（ステップＳ３２）、この運転パラメータ初期値によって実験手段１００を構成する自動販売機１０１や前記シミュレーション手段の運転を開始する（ステップＳ３３）。
【０１００】
ステップＳ３４では、ステップＳ３３での実験時（又はシミュレーション時）の自動販売機１０１の運転指標値（例えば、電力量）を計測・計算する（ステップＳ３４）。そして、得られた運転指標値の評価、例えば（ｍ＋１）秒前の測定データとｍ秒前の測定データを比較し（ステップＳ３５）、運転指標値が最良値（最適値）に収束したか否かを判定する（ステップＳ３６）。
【０１０１】
運転指標値が設定された負荷条件及び負荷指標値における最良値に収束していない場合には（ステップＳ３６のＮＯ）、次にステップＳ３７を実行して運転パラメータ値の変更幅を計算した後、運転パラメータ値を変更設定する（ステップＳ３８）。次いで、ステップＳ３３に戻り、ステップＳ３８で変更した運転パラメータ値によって自動販売機１０１やシミュレーション手段の運転を繰り返し、ステップＳ３６において運転指標値が最良値に収束するまで当該ループを繰り返す。なお、ステップＳ３８での運転パラメータ値の変更は、例えば公知のシンプレックス法等を用いて最適化するようにしてもよい。
【０１０２】
ステップＳ３６において、運転指標値が設定された負荷条件及び負荷指標値における最良値に収束したと判断された場合（ステップＳ３６のＹＥＳ）、つまり、運転指標値が電力量（ｋＷｈ）の場合にはこの電力量が当該負荷条件及び負荷指標値における最小値に収束したと判断されると、次に、ステップＳ３９を実行する。ステップＳ３９では、図８中のステップＳ２７と略同様に、最良な運転指標値を示した運転パラメータ値を最適運転パラメータとして抽出し保存する。その後は、再びステップＳ３１に戻って負荷条件や負荷指標値を変更してステップＳ３２〜Ｓ３９の工程を行うと共に、ステップＳ３１〜Ｓ３９の工程を繰り返すことにより、負荷指標値毎の最適運転パラメータを取得し、図５に示されるようなテーブルを作成するとよい。なお、この変形例においても、テーブルに代えて関数を作成してもよいことは勿論である。
【０１０３】
以上のように、本実施形態に係る自動販売機１０は、所定の運転パラメータに依拠（依存）して消費電力が変化する構成であって、商品収納室１２（各庫１２Ｌ、１２Ｍ、１２Ｒ）内に設定された温度センサＴ１〜Ｔ３の検出温度に基づき、室内温度（庫内温度）が予め設定された温度域になるように冷却加熱装置１４の運転を制御する制御装置１６を備える。そして、制御装置１６には、加熱庫（左庫１２Ｌ、中庫１２Ｍ）での加熱負荷及び冷却庫（左庫１２Ｌ、中庫１２Ｍ、右庫１２Ｒ）での冷却負荷のうち少なくとも一方の負荷の指標となる負荷指標値（例えば、運転率比又は運転率又は周囲温度）を当該自動販売機１０の稼働中に測定する負荷指標値測定部７０と、負荷指標値毎の最適な運転パラメータ（蒸発温度目標値等）が予め設定された記憶部７２から、負荷指標値測定部７０で測定した負荷指標値に対応する最適な運転パラメータを取得する運転パラメータ取得部７４と、取得した最適な運転パラメータを用いて冷却加熱装置１４の運転制御を行う運転制御部７８とが設けられる。
【０１０４】
このように、冷却加熱装置１４は、自動販売機１０の稼働中にオンライン計測される負荷指標値に対応する最適な運転パラメータによって逐次運転制御されるため、当該自動販売機１０の稼働中に、例えば商品の在庫量や周囲温度の変化によって時々刻々と変化する負荷の値（負荷変動）に追従した運転制御が可能となり、運転効率を向上させ、消費電力を可及的に低減させることが可能となる。
【０１０５】
この際、運転制御部７８には、圧縮機２６の回転数を変化させる回転数補正部である圧縮機制御部８０と、電子膨張弁３０の開度を変化させる開度補正部である膨張弁制御部８２とが設けられ、制御装置１６は、運転パラメータ取得部７４で取得した最適な運転パラメータに基づき圧縮機２６の回転数及び電子膨張弁３０の開度を変化させることができる。このため、設定された最適な運転パラメータの値に基づき、圧縮機２６の回転数及び電子膨張弁３０の開度を適宜調整しながら冷却加熱装置１４を運転することができ、過剰な能力や過少な能力で冷却加熱装置１４が運転されることが回避され、自動販売機１０の運転効率を一層向上させることができる。
【０１０６】
２．第２の実施形態に係る自動販売機の説明
次に、本発明の第２の実施形態に係る自動販売機１０ａについて説明する。この第２の実施形態に係る自動販売機１０ａは、図２に示す制御装置１６と構成の異なる制御装置１６ａを備える以外は、第１の実施形態に係る自動販売機１０と同様な構成である。このため、以下の説明では、第１の実施形態に係る自動販売機１０と同一又は同様な機能及び効果を奏する要素には同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１０７】
２．１  制御装置の構成の説明
図１１は、第２の実施形態に係る自動販売機１０ａの制御装置１６ａの構成を示すブロック図である。制御装置１６ａは、制御装置１６の構成に加えて、さらに、電力計Ｗでの検出電力値に基づき当該自動販売機１０ａの稼働中の電力（消費電力）を逐次（オンラインで）取得する電力取得部１２０と、電力取得部１２０で取得される電力値を最小とする運転パラメータ値を探索して取得する運転パラメータ探索部１２２とを備える。
【０１０８】
２．２  第４の制御方法の説明
次に、第２の実施形態に係る自動販売機１０ａの第１の制御方法（但し、上記第１の実施形態における第１〜第３の制御方法との混同を避けるため、以下では、第４の制御方法と呼ぶ）について、図１２のフローチャートを参照しながら説明する。この第４の制御方法は、自動販売機１０ａの稼働中に運転サイクル（例えば、図４中の時刻ｔ１〜ｔ４間）毎に、又は所定時間毎に逐次実行され、自動販売機１０ａの運転状態をそのときの消費電力に応じて制御することで消費電力を可及的に低減しようとするものである。
【０１０９】
図１２は、第４の制御方法の手順を示すフローチャートである。先ず、図１２中のステップＳ４１において、運転パラメータの初期値を設定し、この運転パラメータ初期値によって自動販売機１０ａを運転制御する（ステップＳ４２）。自動販売機１０ａの運転中、制御装置１６ａは、各庫内の温度センサＴ１〜Ｔ３での検出結果に基づき、各庫１２Ｌ、１２Ｍ、１２Ｒの庫内温度を予め設定された温度域（例えば、ＨＯＴでは６３℃〜６７℃、ＣＯＬＤでは３℃〜７℃）に管理すべく、冷却加熱装置１４を運転制御し、この運転制御を自動販売機１０ａの稼働中継続する。
【０１１０】
ステップＳ４３では、自動販売機１０ａの運転指標値（例えば、電力量）を計測・計算する。そして、得られた運転指標値について、必要に応じて移動平均等によるフィルタ処理を行った後（ステップＳ４４）、その評価、例えば（ｍ＋１）秒前の測定データとｍ秒前の測定データとを比較し（ステップＳ４５）、運転指標値が最良値（最適値）に収束したか否かを判定する（ステップＳ４６）。
【０１１１】
運転指標値が最良値に収束していない場合には（ステップＳ４６のＮＯ）、次にステップＳ４７を実行して運転パラメータ値の変更幅を計算した後、運転パラメータ値を変更設定する（ステップＳ４８）。次いで、ステップＳ４２に戻り、ステップＳ４８で変更した運転パラメータによって自動販売機１０ａを運転し、このループをステップＳ４６において運転指標値が最良値に収束するまで繰り返す。なお、ステップＳ４８での運転パラメータの変更は、例えば公知のシンプレックス法や、後述する図１３に示される方法等を用いて最適化するようにしてもよい。
【０１１２】
ステップＳ４６において、運転指標値が最良値に収束したと判断された場合（ステップＳ４６のＹＥＳ）、つまり、運転指標値が電力量の場合にはこの電力量が最小値に収束したと判断されると、次に、ステップＳ４９を実行し、最良な運転指標値を示した運転パラメータ値を最適運転パラメータとして抽出し、出力部７６から運転制御部７８へと出力する。そこで、ステップＳ５０において、運転制御部７８は、この探索した最適運転パラメータによって冷却加熱装置１４の運転パラメータを再設定し、運転を制御する。その後は、自動販売機１０ａの稼働中に、逐次ステップＳ４１〜Ｓ５０を実行することにより、消費電力を可及的に抑制しながら運転を継続することができる。
【０１１３】
２．２．１  最適運転パラメータの探索方法の説明
次に、上記した第４の制御方法における最適運転パラメータの探索方法の具体例として、運転パラメータに圧縮機回転数を用いた場合の探索方法を説明する。
【０１１４】
図１３は、運転パラメータとして圧縮機回転数を用いた場合の最適運転パラメータの探索方法の説明図であり、圧縮機回転数を変化させたときの１サイクル当たりの電力量の変化を示すグラフである。図１４は、図１３に示される最適運転パラメータの探索方法の一手順を示すフローチャートである。
【０１１５】
この探索方法では、運転パラメータとなる圧縮機２６の回転数を、所定の初期値（例えば、図１３中の回転数Ｒ１）として運転開始し、初期値から変化させた値（例えば、図１３中の回転数Ｒ２）で各サイクルを運転し、サイクル毎にその消費電力量を計測する。そして、今回のサイクルで測定した消費電力量（電力測定値）が前回サイクルの電力測定値と比較して増加している場合には、次回のサイクルでは前回から今回への回転数の変化方向と反対方向に変化させた回転数で圧縮機２６を運転する。一方、今回の電力測定値が前回の電力測定値と比較して減少している場合には、次回のサイクルでは前回から今回への回転数の変化方向と同一方向に変化させた回転数で圧縮機２６を運転し、これらの動作を繰り返すことにより、電力測定値を極小値に収束させてそのときの回転数を最適運転パラメータとして抽出する。
【０１１６】
先ず、圧縮機２６の回転数の初期値Ｒ１を設定した後（ステップＳ５１）、この初期値Ｒ１の回転数で圧縮機２６を駆動して１サイクル目の運転を実施する（ステップＳ５２）。そして、圧縮機２６の１サイクル目の運転が停止（ＯＦＦ）された時点で（例えば、図４（Ｄ）中の時刻ｔ３）、その直前までの電力量を当該１サイクル目の電力量Ｐ１として計測した後（ステップＳ５３）、ステップＳ５４においてｉに１を代入し（ｉ＝１）、続いてステップＳ５５に進む。例えば、圧縮機２６の回転数の初期値Ｒ１と、そのときの電力測定値である電力量Ｐ１との関係は、図１３に示されるように表される。
【０１１７】
ステップＳ５５では、次のサイクルに備えて圧縮機２６の回転数設定値を変化させるために、回転数をＲ（ｉ＋１）＝Ｒｉ＋ΔＲ、に設定する。つまり、次のサイクルが２サイクル目の場合には、Ｒ２（＝Ｒ１＋ΔＲ）となる。この場合、ΔＲは、前回のサイクルでの回転数に対する次のサイクルでの回転数の増加分を示し、例えば１００（ｒｐｍ）等に設定される。従って、前回の回転数が、例えば２５００（ｒｐｍ）であって、増加分であるΔＲが１００の場合、次のサイクルの回転数は２６００（ｒｐｍ）となる。
【０１１８】
ステップＳ５６では、ステップＳ５５で設定された回転数Ｒ（ｉ＋１）で（ｉ＋１）サイクル目の運転を実施する。つまり、前回のサイクルが１サイクル目の場合、今回のサイクルは２サイクル目となり、Ｒ２（＝Ｒ１＋ΔＲ）で圧縮機２６を運転する。そして、圧縮機２６の（ｉ＋１）サイクル目の運転が停止された時点で、当該（ｉ＋１）サイクル目の電力量Ｐ（ｉ＋１）を計測する（ステップＳ５７）。つまり、今回のサイクルが２サイクル目の場合には、電力量Ｐ２を計測する。
【０１１９】
次いで、ステップＳ５８では、前回のサイクルでの電力測定値である電力量Ｐｉと今回のサイクルでの電力測定値である電力量Ｐ（ｉ＋１）とを比較する。その結果、Ｐ（ｉ＋１）≧Ｐｉの場合には、ΔＲに（−αΔＲ）を代入する（ΔＲ＝（−αΔＲ））。一方、Ｐ（ｉ＋１）＜Ｐｉの場合には、ΔＲにαΔＲ（α＞０）を代入する（ΔＲ＝αΔＲ）。この場合、αは、今回の回転数から次回の回転数への進み幅であるΔＲを調整するための係数であり、係数αを調整することにより、次回の回転数を例えば電力量の減少幅等を考慮した最適な値に調整できる。
【０１２０】
ここで、前回の回転数Ｒ１から今回の回転数Ｒ２に変化させて運転を行った場合、図１３に示す例では、１サイクル当たりの電力量がＰ１からＰ２（Ｐ２＜Ｐ１）へと減少しているため、次回の回転数は、ΔＲ＝αΔＲに設定される。一方、図１３に示されるように、前回の回転数がＲ４の場合に回転数Ｒ５に変化させて今回の運転を行った場合には、１サイクル当たりの電力量が増加しているため、次回の回転数は、ΔＲ＝（−αΔＲ）に設定され、これにより次回の回転数は今回の回転数よりも低下するため、図１３では回転数Ｒ５の位置からＲ４の位置へと戻る方向に変化する。
【０１２１】
ステップＳ５９では、電力量が所定の極小値に収束したか否かを判定する。例えば、図１３中の回転数Ｒ３のように、極小値への収束が確認されない場合には（ステップＳ５９のＮＯ）、ステップＳ６０においてｉに（ｉ＋１）を代入した後（ｉ＝ｉ＋１）、ステップＳ５５に戻り、ステップＳ５５〜Ｓ６０の工程を繰り返す。一方、例えば、図１３中の回転数Ｒ４のように、極小値への収束が確認された場合には（ステップＳ５９のＹＥＳ）、この極小値を得る回転数Ｒ４を最適運転パラメータとして抽出し（ステップＳ６１）、これにより最適運転パラメータの探索を終了する。なお、極小値とは、運転パラメータ（この場合は圧縮機２６の回転数）を適宜変化させた際に、極小となる電力量を示す点を示すものであるが、多少の幅を設けてもよいことは勿論である。また、運転パラメータが複数ある場合には、例えば公知のシンプレックス法等を用いて運転パラメータを最適化してもよい。
【０１２２】
２．３  第５の制御方法の説明
上記した第４の制御方法は、図１１に示すように制御装置１６ａが電力計Ｗ等によってリアルタイム（オンライン）で電力量を計測できる場合に適用されるが、実際上、オンラインで電力量を計測できない自動販売機も数多い。そこで、この第５の制御方法は、電力量をオンラインで計測する設備（例えば、電力計Ｗ）を持たない構成からなる自動販売機１０ａであっても適用可能な方法である。
【０１２３】
一般に自動販売機の消費電力の大部分を占めるのは圧縮機２６の消費電力である。そこで、この第５の制御方法では、圧縮機２６の消費電力を推定し、この推定値によって自動販売機１０ａの消費電力を低減する運転パラメータを探索する。
【０１２４】
通常、交流電源によって駆動される圧縮機２６が、インバータ４０の制御によって回転数可変に運転される場合には、圧縮機２６の消費電力はその回転数に比例する。この際、自動販売機１０ａでは、圧縮機２６の回転数を制御する運転制御部７８（圧縮機制御部８０）から回転数指令値をインバータ４０へと出力すると共に、運転制御部７８内部に圧縮機２６の回転数情報が保持される構成を有し、一般的な自動販売機でも略同様な構成を有する。なお、回転数指令値と実際の回転数（実測値）とは通常略一致することが知られており、従って、実測値の代わりに指令値を用いても特に問題は生じない。
【０１２５】
そして、図４（Ｄ）及び図４（Ｅ）から諒解されるように、圧縮機制御部８０からの回転数指令値は、一定のサンプリング周期毎に出力され、各瞬間での電力はインバータ４０によって制御される圧縮機２６の回転数指令値に比例するため、この回転数指令値の一定期間の積分値、つまり回転数指令値をサンプリング周期毎に積算してサンプリング周期で除した値は、当該期間における消費電力（推定される消費電力）に比例する。
【０１２６】
このように、運転サイクル毎の消費電力が圧縮機２６、つまり自動販売機１０ａの消費電力を示す指標となるため、図４（Ｄ）に示される圧縮機２６の回転数を１サイクルの間について積分すると、その結果が図４（Ｅ）に示されるように、１サイクル分の電力量に比例し、この電力量に所定の比例係数を乗じたものを当該１サイクルの消費電力量の推定値として特定することができる。この際、最適運転パラメータの探索では、電力量の絶対値は不要であり、電力量の相対的な変化が得られれば十分であるため、前記比例係数を省略し、圧縮機２６の回転数を積分したものを電力量とみなすこともできる。
【０１２７】
以上より、電力をオンラインで計測することができない構成であっても、運転サイクル毎の消費電力を推定計算することができるため、当該第５の制御方法では、この推定電力値に基づき最適運転パラメータの探索を行う。具体的には、上記第４の制御方法及び最適運転パラメータの探索方法と略同様な手順でよく、図１２中のステップＳ４５や図１４中のステップＳ５３、Ｓ５７の電力量計測工程に代えて、上記した推定方法による電力量推定工程を実行すればよい。
【０１２８】
２．４  最適運転パラメータの探索効率の向上方法の説明
第２の実施形態に係る自動販売機１０ａにおいて、上記した第４及び第５の制御方法に適用される最適運転パラメータの探索方法では、例えば探索する運転パラメータの初期値や探索する領域を適宜最適化することにおり、その探索効率を一層向上させることができる。
【０１２９】
ここで、自動販売機１０ａについても、上記第１の実施形態に係る自動販売機１０と同様に、負荷指標値をオンラインで計測又は計算して取得することができる。この際、運転パラメータを変数とみなし、その変数によって構成される空間において最適運転パラメータが存在する領域は、自動販売機１０ａの負荷に応じて変化すると考えられる。つまり、当該向上方法は、負荷指標値を用いることで最適運転パラメータの探索効率を向上させようとするものである。
【０１３０】
先ず、探索する運転パラメータの初期値を最適化する場合には、上記した最適運転パラメータの探索方法において最適運転パラメータの探索を行うに際し（例えば、図１４のステップＳ５１）、負荷指標値毎に探索の初期値となる運転パラメータ値を求めた初期値テーブルを予め作成しておく。この初期値テーブルは、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示されるテーブルと同様でよく、例えば、運転パラメータを圧縮機２６の回転数とした場合には、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示される各負荷指標値に対応する回転数が探索の初期値となる。
【０１３１】
すなわち、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に例示されるテーブルに基づき、逐次計測・計算された負荷指標値に対応する最適運転パラメータを、探索の初期値として取得し、この初期値から探索を行う。例えば、ＨＣＣ運転において負荷指標値が１の場合には、初期値（Ｒ１）は回転数２５００（ｒｐｍ）として、図１４中のステップＳ５１を実行する。これにより、負荷指標値に応じた最適運転パラメータを初期値として探索を行うことができるため、探索に要する時間や処理負担を低減してその効率化を図ることができる。
【０１３２】
次に、探索領域を最適化する場合には、上記した最適運転パラメータの探索方法において最適運転パラメータの探索を行うに際し、負荷指標値毎の探索領域を定めたテーブル（探索領域テーブル）を予め作成しておく（図１５参照）。
【０１３３】
図１５に、ＨＣＣ運転時の探索領域テーブルの一例を示す。図１５に示すように、探索領域テーブルは、負荷指標値毎に運転パラメータの上限及び下限を定めたテーブルであり、例えば、図１５では、運転パラメータとして蒸発目標温度及び凝縮目標温度を採用し、これらの上限及び下限の値を示している。そして、逐次計測・計算された負荷指標値に対応する運転パラメータの探索領域（範囲）を、探索領域テーブルから取得し、この探索領域について探索を行う。例えば、ＨＣＣ運転において負荷指標値が１の場合には、その探索範囲は、蒸発温度目標値の下限が−６（℃）、上限が−３（℃）となり、凝縮温度目標値の下限が６３（℃）、上限が７３（℃）となり、この探索領域について、上記した最適運転パラメータの探索方法を実行する。これにより、負荷指標値に応じて運転パラメータの探索領域を絞り込むことができるため、探索に要する時間や処理負担を低減してその効率化を図ることができる。
【０１３４】
以上のように、本実施形態に係る自動販売機１０ａは、商品収納室１２に対する加熱及び冷却の両方又はいずれかを行うと共に、所定の運転パラメータに依拠して消費電力が変化する構成であって、商品収納室１２内に設定された温度センサＴ１〜Ｔ３の検出温度に基づき、室内温度が予め設定された温度域になるように冷却加熱装置１４の運転を制御する制御装置１６ａを備える。そして、制御装置１６ａには、当該自動販売機１０ａの稼働中の消費電力を測定し又は推定する電力取得部１２０と、運転パラメータを変動させて冷却加熱装置１４を運転し、電力取得部で１２０取得される電力測定値又は電力推定値を最小とする運転パラメータを探索して取得する運転パラメータ探索部１２２と、運転パラメータ探索部１２２で取得した運転パラメータを用いて冷却加熱装置１４の運転制御を行う運転制御部７８とが設けられる。
【０１３５】
このように、冷却加熱装置１４は、自動販売機１０ａの稼働中にオンライン計測又は推定される消費電力を最小とする運転パラメータによって逐次運転制御されるため、当該自動販売機１０ａの稼働中に、例えば商品の在庫量や周囲温度の変化によって生じる負荷変動に対応した運転制御が可能となり、運転効率を向上させ、消費電力を可及的に低減させることが可能となる。
【０１３６】
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
【０１３７】
例えば、上記各実施形態に係る自動販売機１０、１０ａとしては、３庫構成からなる商品収納室１２を備えた構成を例示したが、１庫や２庫又は４庫以上の構成であってもよい。例えば、左庫１２Ｌのみの１庫構成にする場合には、左庫熱交換器３２と庫外熱交換器２８とをそれぞれ凝縮器又は蒸発器として機能できるような回路構成を構築すればよい。同様に、例えば、左庫１２Ｌ及び中庫１２Ｍのみの２庫構成にする場合には、右庫１２Ｒ内の第２蒸発器３６を省略すると共に、この第２蒸発器３６に関わる配管等を適宜省略等した回路構成を構築すればよい。また、図１に示す冷媒回路の構成は、適宜変更可能であることは言うまでもない。
【０１３８】
また、上記第１及び第２の実施形態に係る自動販売機１０では、負荷指標値として、上記した運転率比、加熱庫での運転率、冷却庫の運転率及び周囲温度のいずれか１つを用いる方法を例示したが、このうち複数の負荷指標値を用いて制御を行うようにしてもよい。例えば、負荷指標値として、運転率比と周囲温度を用いる場合には、それぞれの負荷指標値に基づく各最適運転パラメータについて、それぞれ所定の重み付け係数を掛けた上で平均化する等の手法を採用してもよい。
【符号の説明】
【０１３９】
１０、１０ａ、１０１  自動販売機
１２  商品収納室
１２Ｌ  左庫
１２Ｍ  中庫
１２Ｒ  右庫
１４  冷却加熱装置
１６、１６ａ  制御装置
２６  圧縮機
３０  電子膨張弁
３２  左庫熱交換器
３４  第１蒸発器
３６  第２蒸発器
４０  インバータ
７０  負荷指標値測定部
７４  運転パラメータ取得部
７６  出力部
７８  運転制御部
１２０  電力取得部
１２２  運転パラメータ探索部
Ｆ１〜Ｆ４  ファン
Ｈ１、Ｈ２  ヒータ
Ｔ１〜Ｔ４  温度センサ
【図１】
2012256298.tif 000003
【図２】
2012256298.tif 000004
【図３】
2012256298.tif 000005
【図４】
2012256298.tif 000006
【図５】
2012256298.tif 000007
【図６】
2012256298.tif 000008
【図７】
2012256298.tif 000009
【図８】
2012256298.tif 000010
【図９】
2012256298.tif 000011
【図１０】
2012256298.tif 000012
【図１１】
2012256298.tif 000013
【図１２】
2012256298.tif 000014
【図１３】
2012256298.tif 000015
【図１４】
2012256298.tif 000016
【図１５】
2012256298.tif 000017