(57)【要約】【課題】店舗内温度を快適に保ちつつショーケースの消費電力の低減を図った空気調和装置を提供すること。【解決手段】オープンショーケース９が設置された店舗２内に設けられる室内ユニット３と、当該室内ユニット３に空調用冷媒配管４にて接続された空調用室外ユニット５とを備えた空気調和装置１において、室内ユニット３の冷房運転時に、外気温度とオープンショーケース９の運転率とに基づいて、室内ユニット３の蒸発温度を設定した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オープンタイプの低温ショーケースが設置された被空調室内に設けられる室内ユニットと、当該室内ユニットに冷媒配管にて接続された室外ユニットとを備えた空気調和装置において、
前記室内ユニットの冷房運転時に、外気温度と前記低温ショーケースの運転率とに基づいて、前記室内ユニットの蒸発温度を設定する蒸発温度設定手段を備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記外気温度が基準外気温度よりも低く、前記運転率が当該外気温に対応づけて設定された基準運転率よりも大きい場合、前記蒸発温度設定手段は、前記蒸発温度を通常の冷房運転時の基準蒸発温度よりも低い値に設定することを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記外気温度が基準外気温度よりも高く、前記運転率が当該外気温に対応づけて設定された基準運転率よりも小さい場合、前記蒸発温度設定手段は、前記蒸発温度を通常の冷房運転時の基準蒸発温度よりも高い値に設定することを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記外気温度が基準外気温度よりも低く、前記運転率が当該外気温に対応づけて設定された基準運転率よりも小さい場合、または、前記外気温度が前記基準外気温度よりも高く、前記運転率が前記基準運転率よりも大きい場合、前記蒸発温度設定手段は、前記蒸発温度を通常の冷房運転時の基準蒸発温度に設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記外気温度と前記低温ショーケースの運転率との関係を示す負荷曲線と、基準外気温度とで区分けされた領域ごとに、前記室内ユニットの蒸発温度が予め設定されたマップを備え、前記蒸発温度設定手段は、前記蒸発温度を前記外気温度及び前記運転率が該当する前記領域の蒸発温度の値に設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オープンタイプの低温ショーケースが設置されたスーパーマーケットやコンビニエンスストアなどの店舗内を空調する空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、スーパーマーケットやコンビニエンスストアなどの店舗には、飲料製品や冷蔵食品などが陳列される低温ショーケース（オープンショーケース）が据え付けられている。この低温ショーケースの蒸発器には店舗の外に別置きされた冷凍機から冷媒が供給されて、庫内の温度を低温に維持するようになっている。一方、店舗の天井面などには空気調和装置の室内ユニットが取り付けられ、店舗内の温度が所定温度に空調されている（例えば、特許文献１参照）。
ところで、低温ショーケースの運転は店舗内環境が影響するため、例えば、室内ユニットを冷房運転中に、店舗内に高温の外気が侵入した場合には、この外気の侵入熱が成績係数ＣＯＰ（Coefficient Of Performance）の高い空気調和装置ではなく、実際にはＣＯＰの低いショーケースで処理されてしまうことがあり、ショーケースの消費電力が上昇してしまう問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６９３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これを解消するために、店舗内温度を低めに設定して空気調和装置を運転することで、ショーケースの熱負荷を低減することも考えられるが、店舗内が低温となることで快適性が損なわれる。
一方、店舗内の潜熱を除去（すなわち除湿）することで、ショーケースの熱負荷を低減することもできるが、一律に除湿運転を行うと、冷房能力が低下するため、顕熱の処理量が低下して店舗内が上昇し、快適性が損なわれることとなる。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、店舗内温度を快適に保ちつつショーケースの消費電力の低減を図った空気調和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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、オープンタイプの低温ショーケースが設置された店舗内に設けられる室内ユニットと、当該室内ユニットに冷媒配管にて接続された室外ユニットとを備えた空気調和装置において、前記室内ユニットの冷房運転時に、外気温度と前記低温ショーケースの運転率とに基づいて、前記室内ユニットの蒸発温度を設定する蒸発温度設定手段を備えたことを特徴とする。
【０００６】
この構成において、前記外気温度が基準外気温度よりも低く、前記運転率が当該外気温に対応づけて設定された基準運転率よりも大きい場合、前記蒸発温度設定手段は、前記蒸発温度を通常の冷房運転時の基準蒸発温度よりも低い値に設定する構成としても良い。
また、前記外気温度が基準外気温度よりも高く、前記運転率が当該外気温に対応づけて設定された基準運転率よりも小さい場合、前記蒸発温度設定手段は、前記蒸発温度を通常の冷房運転時の基準蒸発温度よりも高い値に設定する構成としても良い。
【０００７】
また、前記外気温度が基準外気温度よりも低く、前記運転率が当該外気温に対応づけて設定された基準運転率よりも小さい場合、または、前記外気温度が前記基準外気温度よりも高く、前記運転率が前記基準運転率よりも大きい場合、前記蒸発温度設定手段は、前記蒸発温度を通常の冷房運転時の基準蒸発温度に設定する構成としても良い。
【０００８】
また、前記外気温度と前記低温ショーケースの運転率との関係を示す負荷曲線と、基準外気温度とで区分けされた領域ごとに、前記室内ユニットの蒸発温度が予め設定されたマップを備え、前記蒸発温度設定手段は、前記蒸発温度を前記外気温度及び前記運転率が該当する前記領域の蒸発温度の値に設定する構成としても良い。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、室内ユニットの冷房運転時に、外気温度と低温ショーケースの運転率とに基づいて、室内ユニットの蒸発温度を設定する蒸発温度設定手段を備えたため、例えば、外気温度が基準外気温度よりも低く、運転率が当該外気温に対応づけて設定された基準運転率よりも大きい場合には、蒸発温度設定手段が蒸発温度を通常の冷房運転時の基準蒸発温度よりも低い値に設定することにより、店舗内温度を快適に保ちつつショーケースの消費電力の低減を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る空気調和装置の店舗への配置態様を示す図である。
【図２】本実施の形態に係る制御装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】外気温度とショーケースの運転率とに基づいて、空気調和装置の運転モードを設定するためのマップを示す図である。
【図４】本実施形態の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】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお以下では、本実施の形態に係る空気調和装置がコンビニエンスストアに設置された場合について説明する。
図１は本実施の形態に係る空気調和装置１の設置態様を示す図である。この図に示すように、空気調和装置１は、例えばコンビニエンスストアの店舗２内（被空調室内）の室内空調を行うものであり、店舗２の天井などに配設された複数（図示例では２台）の室内ユニット３Ａ、３Ｂと、店舗２の外に配設され図示せぬ熱交換器および圧縮器を内蔵し上記各室内ユニット３Ａ、３Ｂに空調用冷媒配管４にて接続された空調用室外ユニット５とを有して構成されている。
【００１２】
また、店舗２内には冷却貯蔵設備としての冷蔵ケース６および冷凍ケース７が配設されている。また、冷蔵ケース６は、透明ガラス扉にて開口が開閉自在に閉塞されたウォークインショーケース８と、前面が開口したオープンタイプの低温ショーケースであるオープンショーケース９とを有し、店舗２の一壁面２Ａにウォークインショーケース８が配設され、他壁面２Ｂに複数台（図示例では６台）のオープンショーケース９−１〜９−６が配設されている。ウォークインショーケース８およびオープンショーケース９のそれぞれの庫内は所定の設定温度（＋３℃〜＋１０℃程度）に冷却されており、飲料製品や冷蔵食品などが陳列されている。なお、オープンショーケース９は、ウォークインショーケース８とは異なり、庫外と庫内とを隔てる扉が設けられていないため、オープンショーケース９の上方から下方に向けて冷風（エアカーテン）を送風するように構成されている。
【００１３】
また、店舗２の一壁面２Ａには冷凍ケース７がウォークインショーケース８に隣接配置され、当該冷凍ケース７の庫内が冷凍温度（−１０℃〜−２０℃）に冷却されて、冷凍食品や冷菓などが陳列されている。店舗２の外には、冷凍機を有する冷却用室外ユニット１０が上記空調用室外ユニット５に並設されており、冷却用冷媒配管１１を介して冷蔵ケース（ウォークインショーケース８、オープンショーケース９）および冷凍ケース７に接続されている。
【００１４】
図２は、本実施の形態に係る空気調和装置の制御装置２０の機能的構成を示すブロック図である。制御装置２０は、店舗２の図示せぬ管理室などに設置されており、制御処理や各種演算を実行する汎用マイクロコンピュータ（蒸発温度設定手段）２１と、制御プログラムや各種データを記憶するメモリ２２と、通信Ｉ／Ｆ（インタフェース）部２３とを備えて構成されている。また、通信Ｉ／Ｆ部２３は、空調用室外ユニット５に内蔵された制御装置との通信Ｉ／Ｆである空調用通信Ｉ／Ｆ２３Ａと、冷却用室外ユニット１０に内蔵された制御装置との通信Ｉ／Ｆである冷却用Ｉ／Ｆ２３Ｂとを有し、上記汎用マイクロコンピュータ２１は、これらの通信Ｉ／Ｆ２３Ａ、２３Ｂを介して空調用室外ユニット５および冷却用室外ユニット１０のそれぞれと互いにデータを送受可能に構成されている。
本実施形態では、汎用マイクロコンピュータ２１は、通信Ｉ／Ｆ２３Ａ、２３Ｂを介して、店舗２内の店内温度、外気温度、及びオープンショーケース９−１〜９−６の冷却運転する冷却用室外ユニット１０の運転率を受信するように構成されている。
【００１５】
上記メモリ２２には、店舗２に配設されたオープンショーケース９−１〜９−６の運転率と外気温度とに基づいて、空気調和装置１の運転モードを設定するためのマップ５０が格納されている。ここで、オープンショーケース９−１〜９−６の運転率とは、当該オープンショーケース９−１〜９−６を冷却運転する冷却用室外ユニット１０の運転率をいい、この冷却用室外ユニット１０が備える圧縮機（不図示）の単位時間あたりの運転時間を示すものである。運転率が高い場合には、オープンショーケース９−１〜９−６の熱負荷が高く圧縮機が連続的に運転している状態を示し、また、運転率が低い場合には、オープンショーケース９−１〜９−６の熱負荷が低く圧縮機がサーモオフしている時間が長いことを示す。
【００１６】
マップ５０は、オープンショーケース９−１〜９−６の運転率と、外気温度との関係を予め実験等により決定した負荷曲線５１を備える。この負荷曲線５１は、外気温度を変化させた際に、当該外気温度に対応づけて設定された基準値（基準運転率）の変化を示すものであり、実験データを一次関数に近似したものである。本実施形態では、所定の外気基準温度α（本実施形態では３２℃）以下の範囲では、外気温度の上昇に伴って運転率が約０．５から０．８まで上昇し、外気基準温度α以上の範囲では、運転率が０．８で横ばいとなっている。なお、この実験データを二次関数に近似した負荷曲線を用いても構わない。
本実施形態では、負荷曲線５１と所定の外気基準温度αとで区切られた領域Ａ〜Ｄごとに空気調和装置の運転モードが設定されている。具体的には、外気温度が外気基準温度αよりも低く、運転率が負荷曲線５１よりも高い第１領域Ａでは、本来、室内ユニット３Ａ，３Ｂで処理すべき熱量（熱負荷）がオープンショーケース９−１〜９−６で処理されているため、室内ユニット３Ａ，３Ｂの蒸発温度を通常運転時の蒸発温度（基準蒸発温度）よりも低め（本実施形態では３℃）に設定し、潜熱処理を主とした潜熱運転モードが実行される。
また、外気温度が外気基準温度αよりも低く、運転率が負荷曲線５１よりも低い第２領域Ｂでは、通常運転モードが実行される。この通常運転モードでは、室内ユニット３Ａ，３Ｂの蒸発温度は７℃に設定されている。また、通常運転モードは、他の運転モードよりも目標温度への追従性が良く、迅速に目標温度に到達することができる。
【００１７】
また、外気温度が外気基準温度αよりも高く、運転率が負荷曲線５１よりも低い第３領域Ｃでは、冷却用室外ユニット１０の能力に十分に余力があるため、室内ユニット３Ａ，３Ｂの蒸発温度を通常運転時の蒸発温度（基準蒸発温度）よりも高め（本実施形態では１２℃）に設定し、顕熱処理を主とした顕熱運転モードが実行される。
さらに、外気温度が外気基準温度αよりも高く、運転率が負荷曲線５１よりも高い第４領域Ｄでは、店舗２内の顕熱及び潜熱をともに処理する必要があり、上述した通常運転モードが実行される。
【００１８】
本構成では、汎用マイクロコンピュータ２１は、通信Ｉ／Ｆ２３Ａ、２３Ｂを介して、外気温度及びオープンショーケース９−１〜９−６の冷却運転する冷却用室外ユニット１０の運転率を取得し、これら外気温度及び運転率から、冷房運転時の室内ユニット３Ａ，３Ｂの蒸発温度を設定するとともに、この設定された蒸発温度で冷房運転が実行されるように空調用室外ユニット５内の圧縮機（不図示）や空調用膨張弁（不図示）の開度を当該空調用室外ユニット５の制御装置に送信する。
【００１９】
次いで図４を参照して制御装置２０の動作について説明する。
まず、室内ユニット３Ａ，３Ｂが冷房運転中に、汎用マイクロコンピュータ２１は、外気温度が基準外気温度αよりも高いか否かを判別する（ステップＳ１）。この判別において、外気温度が基準外気温度αよりも高い場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）には、処理をステップＳ６に移行し、外気温度が基準外気温度αよりも低い場合（ステップＳ１；Ｎｏ）には、汎用マイクロコンピュータ２１は、冷却用室外ユニット１０の運転率が負荷曲線５１で定められた基準値よりも小さいか否かを判別する（ステップＳ２）。具体的には、図３に示す第１領域Ａ、第２領域Ｂのいずれに該当するかを判別する。
この判別において、運転率が上記基準値よりも大きい場合、すなわち第１領域Ａに該当する場合（ステップＳ２；Ｎｏ）には、汎用マイクロコンピュータ２１は、室内ユニット３Ａ，３Ｂの蒸発温度を通常運転時の蒸発温度よりも低めの値に設定して潜熱運転モードを実行する（ステップＳ３）。
【００２０】
この潜熱運転モードでは、店舗２内の潜熱が室内ユニット３Ａ，３Ｂにより処理されるため、その分、オープンショーケース９−１〜９−６の熱負荷が低減される。このため、冷却用室外ユニット１０の運転率を低減することができ、当該冷却用室外ユニット１０の消費電力の低減を実現できる。また、この場合、室内ユニット３Ａ，３Ｂは、店舗２内の潜熱を処理するため、店舗２内の温度は低下しないが、外気温度が外気基準温度αよりも低いため、店舗２内が過度に上昇することはなく、店舗２内の快適性を損なうことはない。さらに、汎用マイクロコンピュータ２１は、潜熱運転モードを実行中に店内温度を監視し、この店内温度が所定の上限温度を超えた場合（ステップＳ４；Ｙｅｓ）には、室内ユニット３Ａ，３Ｂを後述する通常運転モード（ステップＳ５）で運転することにより、店舗２内の快適性が維持される。
【００２１】
また、ステップ２の判別において、運転率が上記基準値よりも大きい場合、すなわち第２領域Ｂに該当する場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）には、汎用マイクロコンピュータ２１は、室内ユニット３Ａ，３Ｂの蒸発温度を通常運転時の蒸発温度に設定して通常運転モードを実行する（ステップＳ５）。この場合には、室内ユニット３Ａ，３Ｂ及びオープンショーケース９−１〜９−６の熱負荷がともに低いため、通常運転モードを実行することにより、それぞれ店内温度が目標温度へ即座に到達して、空調用室外ユニット５及び冷却用室外ユニット１０をサーモオフすることができる。従って、各室外ユニットの運転時間を低下できるため、空調用室外ユニット５及び冷却用室外ユニット１０の消費電力の低減を実現できる。この場合、店内温度が上昇すると、空調用室外ユニット５がサーモオンすることにより通常運転モードによる冷房運転がなされるため、店舗２内の快適性を損なうことはない。
【００２２】
また、ステップＳ１の判別において、外気温度が基準外気温度αよりも高い場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）には、汎用マイクロコンピュータ２１は、冷却用室外ユニット１０の運転率が負荷曲線５１で定められた基準値よりも小さいか否かを判別する（ステップＳ６）。具体的には、図３に示す第３領域Ｃ、第４領域Ｄのいずれに該当するかを判別する。
この判別において、運転率が上記基準値よりも小さい場合、すなわち第３領域Ｃに該当する場合（ステップＳ６；Ｙｅｓ）には、汎用マイクロコンピュータ２１は、室内ユニット３Ａ，３Ｂの蒸発温度を通常運転時の蒸発温度よりも高い値に設定して顕熱運転モードを実行する（ステップＳ７）。これによれば、店舗２内を急速に冷房することができるため、外気による侵入される熱負荷をオープンショーケース９−１〜９−６が処理することを防止することにより、冷却用室外ユニット１０の運転率を低減することができ、当該冷却用室外ユニット１０の消費電力の低減を実現できる。さらに、汎用マイクロコンピュータ２１は、顕熱運転モードを実行中に店内温度を監視し、この店内温度が所定の下限温度よりも低下した場合（ステップＳ８；Ｙｅｓ）には、室内ユニット３Ａ，３Ｂを通常運転モード（ステップＳ５）で運転することにより、店舗２内の快適性が維持される。
【００２３】
また、ステップＳ６の判別において、運転率が上記基準値よりも大きい場合、すなわち第４領域Ｄに該当する場合（ステップＳ６；Ｎｏ）には、汎用マイクロコンピュータ２１は、室内ユニット３Ａ，３Ｂの蒸発温度を通常運転時の蒸発温度に設定して通常運転モードを実行する（ステップＳ５）。この場合には、室内ユニット３Ａ，３Ｂ及びオープンショーケース９−１〜９−６の熱負荷がともに高いため、通常運転モードを実行することにより、オープンショーケース９−１〜９−６の熱負荷を低減することで、当該オープンショーケース９−１〜９−６の運転率の低下を図り、早急に上記した顕熱運転モードに移行させることができる。
【００２４】
このように、本実施の形態によれば、外気温度が基準外気温度αよりも低く、運転率が当該外気温に対応づけて設定された負荷曲線５１よりも大きい場合、汎用マイクロコンピュータ２１は、蒸発温度を通常の冷房運転時の基準蒸発温度よりも低い値に設定して潜熱運転モードを実行するため、店舗２内の潜熱が室内ユニット３Ａ，３Ｂにより処理されることにより、その分、オープンショーケース９−１〜９−６の熱負荷が低減される。このため、冷却用室外ユニット１０の運転率を低減することができ、当該冷却用室外ユニット１０の消費電力の低減を実現できる。さらに、室内ユニット３Ａ，３Ｂは、店舗２内の潜熱を処理するため、店舗２内の温度は低下しないが、外気温度が外気基準温度αよりも低いため、店舗２内が過度に上昇することはなく、店舗２内の快適性を損なうことはない。
【００２５】
また、本実施形態によれば、外気温度が基準外気温度αよりも高く、運転率が負荷曲線よりも小さい場合、汎用マイクロコンピュータ２１は、蒸発温度を通常の冷房運転時の基準蒸発温度よりも高い値に設定して顕熱運転モードを実行するため、店舗２内を急速に冷房することができ、外気による侵入される熱負荷をオープンショーケース９−１〜９−６が処理することを防止する。このため、冷却用室外ユニット１０の運転率を低減することができ、当該冷却用室外ユニット１０の消費電力の低減を実現できる。
【００２６】
また、本実施形態によれば、外気温度が基準外気温度αよりも低く、運転率が負荷曲線５１よりも小さい場合、汎用マイクロコンピュータ２１は、蒸発温度を通常の冷房運転時の基準蒸発温度に設定して通常運転モードを実行するため、室内ユニット３Ａ，３Ｂ及びオープンショーケース９−１〜９−６を目標温度へ即座に到達させることができ、空調用室外ユニット５及び冷却用室外ユニット１０をサーモオフすることができる。従って、各室外ユニットの運転時間を低下できるため、空調用室外ユニット５及び冷却用室外ユニット１０の消費電力の低減を実現できる。この場合、店内温度が上昇すると、空調用室外ユニット５がサーモオンすることにより通常運転モードによる冷房運転がなされるため、店舗２内の快適性を損なうことはない。
また、本実施形態によれば、外気温度が基準外気温度αよりも高く、運転率が負荷曲線５１よりも大きい場合、汎用マイクロコンピュータ２１は、蒸発温度を通常の冷房運転時の基準蒸発温度に設定して通常運転モードを実行するため、オープンショーケース９−１〜９−６の熱負荷を低減することで、当該オープンショーケース９−１〜９−６の運転率の低下を図り、早急に上記した顕熱運転モードに移行させることができる。
【００２７】
また、本実施形態によれば、外気温度と運転率との関係を示す負荷曲線５１と、基準外気温度αとで区分けされた第１領域Ａ〜第４領域ごとに、室内ユニット３Ａ，３Ｂの運転モードが予め設定されたマップ５０を備え、汎用マイクロコンピュータ２１は、取得した外気温度及び運転率が該当する運転モードに対応する蒸発温度の値に、当該室内ユニット３Ａ，３Ｂの蒸発温度を設定するため、煩雑な計算処理が不要となり、簡単な構成で蒸発温度を設定することができる。
【００２８】
なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。
例えば、上述した実施の形態では、処理を簡素化するために、マップ５０を利用する構成としたが、汎用マイクロコンピュータ２１に蒸発温度を算出させ、この蒸発温度で室内ユニット３Ａ，３Ｂを運転する構成としても良い。
【００２９】
また、本実施形態では、制御装置２０を管理室に設置した構成としたが、空調用室外ユニット５の制御装置に組み込む構成としても良い。また、本実施形態では、空気調和装置１をコンビニエンスストアに配置する構成について説明したが、これに限らず、オープンショーケース９が配置された空間であれば、例えばスーパーマーケットなどであっても本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  空気調和装置
３、３Ａ、３Ｂ  室内ユニット
５  空調用室外ユニット（室外ユニット）
９、９−１〜９−６  オープンショーケース（オープンタイプの低温ショーケース）
１０  冷却用室外ユニット
２０  制御装置
２１  汎用マイクロコンピュータ（蒸発温度設定手段）
５０  マップ
５１  負荷曲線（基準運転率）
α  基準外気温度
Ａ  第１領域
Ｂ  第２領域
Ｃ  第３領域
Ｄ  第４領域
【図１】
2012193904.tif 000003
【図２】
2012193904.tif 000004
【図３】
2012193904.tif 000005
【図４】
2012193904.tif 000006