(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍機と、
この冷凍機から導出した冷媒管に接続された複数の容器と
を有する冷蔵システムにおいて、
前記複数の容器夫々に接続される冷媒管夫々に設けられた弁と、
前記容器夫々に設けられ、前記容器内の温度を定期的に検出する温度センサと、
前記複数の弁の動作周期を略同一とする動作周期、前記複数の容器夫々のＯＮ設定値を同一としたときの該ＯＮ設定値に対応する設定温度及び過去の実績に基づく係数を含む設定条件を入力するための設定手段と、
前記設定条件の下で前記複数の容器夫々のＯＦＦ設定値に対応する設定温度を定期的に計算する計算手段と、
前記設定手段により入力されたＯＮ設定値に対応する設定温度と前記計算手段により計算された前記複数の容器夫々のＯＦＦ設定値に対応する設定温度とに基づき、前記設定手段により入力された動作周期で前記複数の弁を開閉制御する制御手段と
を具備することを特徴とする冷蔵システム。
【請求項２】
複数の容器に冷凍機から導出した冷媒管が接続された冷蔵システムの前記複数の容器夫々に接続される冷媒管夫々に設けられる冷媒調節用の弁の制御方法において、
前記容器内の温度を温度センサにより定期的に検出し、
前記複数の弁の動作周期が略同一とする動作周期、前記複数の容器夫々のＯＮ設定値を同一としたときの該ＯＮ設定値に対応する設定温度及び過去の実績に基づく係数を含む設定条件を入力し、
前記設定条件の下で前記複数の容器夫々のＯＦＦ設定値に対応する設定温度を定期的に計算し、
前記設定手段により入力されたＯＮ設定値に対応する設定温度と前記計算手段により計算された前記複数の容器夫々のＯＦＦ設定値に対応する設定温度とに基づき、前記設定手段により入力された動作周期で前記複数の弁を開閉制御する
ことを特徴とする冷蔵システムの弁の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンビニエンスストアやスーパーマーケット等の小売店に設置されるショーケースや冷蔵庫の如き生鮮品容器に冷凍機から導出した冷媒管が接続された冷蔵システムに係り、特に、省エネルギーを図り得る冷蔵システム及び該システムの弁の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の小売店に設けられる冷凍システムにおける各生鮮品容器の温度は、サーモスタットで冷媒管に設けた電磁弁をＯＮ／ＯＦＦ制御している。特に、複数の生鮮品容器を１台の冷凍機で一括で受け持つシステムの場合には、各生鮮品容器はそれぞれ設定温度と負荷が異なるため、電磁弁のＯＮ／ＯＦＦはバラバラに動作している。この場合、サーモスタットの設定値は固定値であり、一度設定された値を変更することはほとんど無い。
【０００３】
図５は、従来の冷蔵システムにおける各容器の電磁弁の動作周期を示しており、例えば３つの容器１，２，３の電磁弁の開閉周期に関し、容器１の電磁弁の開閉周期はＴ１１，Ｔ１２…であり、容器２の電磁弁の開閉周期はＴ２１，Ｔ２２…であり、容器３の電磁弁の開閉周期はＴ３１，Ｔ３２であり、各容器の電磁弁のＯＮ／ＯＦＦはバラバラに動作している。
【０００４】
なお、冷凍機は自身の制御機能により、生鮮品容器から戻ってくる冷媒圧力で自動的に運転／停止を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、複数の生鮮品容器の電磁弁がバラバラに動作するため、冷凍機が頻繁に運転／停止を繰り返す現象、すなわち、ショートサイクル運転が起こり、エネルギーロスが生じている。
【０００６】
また、サーモスタットの設定は固定値であり、電磁弁をＯＦＦさせる温度が負荷に拘わらず常に同一温度であるため、高負荷時、例えば室内温度が高い時や、生鮮品容器に物品を多量に入れた後などは、電磁弁ＯＮ後にＯＦＦさせる温度まで冷やす時間が長くなり、必要以上に無駄なエネルギーを生じている。
【０００７】
本発明の目的は、冷凍機のショートサイクル運転防止及び高負荷時に起こりがちな過剰なエネルギー消費を防止することが可能な冷蔵システム及び該システムの弁の制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、冷凍機と、この冷凍機から導出した冷媒管に接続された複数の容器とを有する冷蔵システムにおいて、前記複数の容器夫々に接続される冷媒管夫々に設けられた弁と、前記容器夫々に設けられ、前記容器内の温度を定期的に検出する温度センサと、前記複数の弁の動作周期を略同一とする動作周期、前記複数の容器夫々のＯＮ設定値を同一としたときの該ＯＮ設定値に対応する設定温度及び過去の実績に基づく係数を含む設定条件を入力するための設定手段と、前記設定条件の下で前記複数の容器夫々のＯＦＦ設定値に対応する設定温度を定期的に計算する計算手段と、前記設定手段により入力されたＯＮ設定値に対応する設定温度と前記計算手段により計算された前記複数の容器夫々のＯＦＦ設定値に対応する設定温度とに基づき、前記設定手段により入力された動作周期で前記複数の弁を開閉制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、複数の容器に冷凍機から導出した冷媒管が接続された冷蔵システムの前記複数の容器夫々に接続される冷媒管夫々に設けられる冷媒調節用の弁の制御方法において、前記容器内の温度を温度センサにより定期的に検出し、前記複数の弁の動作周期が略同一とする動作周期、前記複数の容器夫々のＯＮ設定値を同一としたときの該ＯＮ設定値に対応する設定温度及び過去の実績に基づく係数を含む設定条件を入力し、前記設定条件の下で前記複数の容器夫々のＯＦＦ設定値に対応する設定温度を定期的に計算し、前記設定手段により入力されたＯＮ設定値に対応する設定温度と前記計算手段により計算された前記複数の容器夫々のＯＦＦ設定値に対応する設定温度とに基づき、前記設定手段により入力された動作周期で前記複数の弁を開閉制御することを特徴とする。
【００１０】
本発明によるシステム及び方法によれば、各容器の弁はすべて同一周期で動作するため、冷凍機のショートサイクル運転が防止でき、且つ高負荷時で、なかなか冷えない時にはＯＦＦ設定値が自動的に高めになることにより過剰なエネルギー消費を防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係るの冷蔵システムの一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１２】
本実施形態の冷蔵システムにおいては、コンビニエンスストアやスーパーマーケット等の小売店に設置されるショーケースや冷蔵庫の如き生鮮品容器１１，１２，１３とコンプレッサ３０Ａを有する冷凍機３０とが冷媒管２０により接続されている。生鮮品容器１１，１２，１３に接続される冷媒管２０には、冷媒量調整用の電磁弁４１，４２，４３が設けられている。また容器１１，１２，１３内には容器内温度を検出する温度センサ５１，５２，５３が設けられている。
【００１３】
電磁弁４１，４２，４３に対する開閉指令は信号入出力部６０を介して与えられ、また温度センサ５１，５２，５３からの検出信号は、定期的、例えば常時信号入出力部６０に取り込まれる。
【００１４】
さらに、各電磁弁４１，４２，４３の動作のための最適な設定温度を算出し、該算出した設定温度に従って電磁弁４１，４２，４３の制御を行う制御演算部７０と、制御のためのパラメータ設定を行う設定部８０とを有する。
【００１５】
ここで、温度センサ５１，５２，５３にて容器１１，１２，１３の温度を検知し、信号入出力部６０により温度信号を制御演算部７０に入力する。
【００１６】
設定部８０では各生鮮品容器１１，１２，１３に対する上限温度や後述する各種条件を設定する。
【００１７】
制御演算部７０では、この値を電磁弁ＯＮ温度と見なし、各生鮮品容器１１，１２，１３に関する過去の電磁弁４１，４２，４３のＯＮ／ＯＦＦ周期から、全ての生鮮品容器１１，１２，１３の電磁弁４１，４２，４３の動作周期が等しくなるような電磁弁４１，４２，４３のＯＦＦ温度を、以下に示す算出法により、求める。
【００１８】
すなわち、ある容器の電磁弁の動作に関し、当該電磁弁の次回の動作周期Ｔは、例えば、次回の動作における設定温度差に過去の実績を掛け算することにより求めることができる。
【００１９】
本例では３つの容器及び電磁弁を有するシステムであるから、各容器及び電磁弁に対応した３つの式からなる連立方程式を作る。
【００２０】
容器１１及びその電磁弁４１に関し、Ｔ＝（Ｔ１on−Ｔ１off）×ＡＶＥ１
容器１２及びその電磁弁４２に関し、Ｔ＝（Ｔ２on−Ｔ２off）×ＡＶＥ２
容器１３及びその電磁弁４３に関し、Ｔ＝（Ｔ３on−Ｔ３off）×ＡＶＥ３
これら３式が成立するＴ１off，Ｔ２off及びＴ３offを求める。
【００２１】
この場合、Ｔ１on，Ｔ２on及びＴ３onと、ＡＶＥ１，ＡＶＥ２及びＡＶＥ３に関し、それらを同一値のときは、Ｔ１off，Ｔ２off及びＴ３offは簡単に求めることができる。
【００２２】
ここに、Ｔは３つの容器１１，１２及び１３の電磁弁４１，４２及び４３の動作周期である。
【００２３】
Ｔ１on，Ｔ２on及びＴ３onは、電磁弁４１，４２及び４３のＯＮ設定値であり、容器１１，１２及び１３内の温度が、このＯＮ設定値に対応する温度になったとき、電磁弁４１，４２及び４３は開くように制御される。本実施形態では、３つの容器１１，１２及び１３を、同一のＯＮ設定値とする。
【００２４】
ＡＶＥ１，ＡＶＥ２及びＡＶＥ３は、３つの容器１１，１２及び１３の電磁弁４１，４２及び４３の動作周期の過去ｎ回に渡る実績値に基づく係数であり、同一値を採用することができる。一般に、この係数は、過去ｎ回に渡る周期Ｔ／（ＯＮ設定値−ＯＦＦ設定値）の平均値を用いることができる。この係数は、周期を繰り返す毎に更新することにより、より過去の実績を加味した係数とすることができる。
【００２５】
Ｔ１off，Ｔ２off及びＴ３offは、電磁弁４１，４２及び４３のＯＦＦ設定値であり、容器１１，１２及び１３内の温度が、このＯＦＦ設定値に対応する温度になったとき、電磁弁４１，４２及び４３は閉じるように制御される。本実施形態では、３つの容器１１，１２及び１３毎のＯＦＦ設定値を求めるものである。
【００２６】
上記演算により算出された電磁弁４１，４２，４３毎の次回ＯＦＦ設定値に基づき、次周期について該当する電磁弁４１，４２，４３を制御する。
【００２７】
従来方式では、各生鮮品容器１１，１２，１３の周期がバラバラであり、ＯＦＦ設定値は不変であるに対し、本実施形態方式では、全ての生鮮品容器１１，１２，１３の電磁弁４１，４２，４３の動作周期が同一となるＯＦＦ設定値を求めている。
【００２８】
なお、設定部８０は、上記におけるＴ１on，Ｔ２on及びＴ３onとＡＶＥ１，ＡＶＥ２及びＡＶＥ３とを設定するものである。
【００２９】
図２は、本実施形態の制御フローの一例を示すものであり、ステップＳ１として設定部８０により、電磁弁４１，４２，４３の動作周期、ＯＮ設定値及び過去ｎ回の実績に基づく係数を入力する。
【００３０】
終了判断のステップＳ２を介してステップＳ３では、制御演算部７０によって、前記ステップＳ１による設定値と収集した容器１１，１２，１３の温度とを前記演算法に適用して全ての生鮮品容器１１，１２，１３の電磁弁４１，４２，４３の動作周期が同一となる生鮮品容器１１，１２，１３毎のＯＦＦ設定値を求める。例えば、生鮮品容器１１の電磁弁４１の次回のＯＦＦ設定値Ｔ１off、生鮮品容器１２の電磁弁４２の次回のＯＦＦ設定値Ｔ２off、生鮮品容器１３の電磁弁４３の次回のＯＦＦ設定値Ｔ３offを求める。
【００３１】
これらＯＦＦ設定値Ｔ１off，Ｔ２off，Ｔ３offは、ステップＳ４にて制御演算部７０から電磁弁４１，４２，４３に与えられ、ＯＦＦ設定値Ｔ１off，Ｔ２off，Ｔ３offの下で電磁弁４１，４２，４３を制御する。
【００３２】
この例では、容器１１内の温度はＯＦＦ設定値Ｔ１offとＯＮ設定値との間で保持され且つ容器１２内の温度はＯＦＦ設定値Ｔ２offとＯＮ設定値との間で保持され且つ容器１３内の温度はＯＦＦ設定値Ｔ３offとＯＮ設定値との間で保持されると共に、対応する電磁弁４１，４２，４３の動作周期は同一となる。
【００３３】
次に、次の周期におけるＯＦＦ設定値の算出のために、ステップＳ５及びＳ６にて、温度センサ５１，５２，５３から容器内温度を収集し、上述した処理を繰り返す。
【００３４】
図３は、容器１１，１２，１３のいずれにおいても電磁弁４１，４２，４３の動作周期Ｔが同一に維持され且つ容器１１，１２，１３のＯＮ設定値も同一に維持される条件で、容器１１，１２，１３のＯＦＦ設定値が自動的に変化する状況を示している。
【００３５】
このように本実施形態によれば、各生鮮品容器１１，１２，１３の電磁弁４１，４２，４３がすべて同一周期で動作できるため、冷凍機３０のショートサイクル運転が防止でき、しかも高負荷時でなかなか冷えない時には電磁弁ＯＦＦ設定値は自動的に高めになるので、過剰なエネルギー消費を防止することができる。
【００３６】
次に、図４を参照して、本実施形態の制御フローの他の例を説明する。
【００３７】
図２の例は、システム動作中、全ての生鮮品容器１１，１２，１３の電磁弁４１，４２，４３の動作周期Ｔ及び電磁弁４１，４２，４３のＯＮ設定値が継続して同一であるときのＯＦＦ設定値を求めたものである。
【００３８】
しかし、電磁弁４１，４２，４３の共通の動作周期Ｔをシステム動作中の途中で変更したり、また容器１１，１２，１３個々のＯＮ設定値をシステム動作中の途中で変更したり、変更タイミングとなるデータ収集のタイミングをシステム動作中の途中で変更することができる。
【００３９】
図４は、このようなシステム動作中の途中で設定値を変更する制御フローの一例を示すものであり、ステップＴ１として設定部８０により、電磁弁４１，４２，４３の動作周期、データ収集タイミングつまり更新タイミング、ＯＮ設定値及び過去ｎ回の実績に基づく係数を入力する。
【００４０】
終了判断のステップＴ２を介してステップＴ３，Ｔ４では、設定部８０により、電磁弁４１，４２，４３のＯＮ設定値を入力し、ステップＴ５，Ｔ６では、設定部８０により、電磁弁４１，４２，４３の共通の動作周期Ｔを入力する。
【００４１】
そして、ステップＴ７にて制御演算部７０によって、各設定値と収集した容器１１，１２，１３の温度とを前記演算法に適用して全ての生鮮品容器１１，１２，１３の電磁弁４１，４２，４３が同一時刻に動作する生鮮品容器１１，１２，１３毎のＯＦＦ設定値を求め、ステップＴ８にて、これらＯＦＦ設定値を電磁弁４１，４２，４３に与え、これらＯＦＦ設定値の下で電磁弁４１，４２，４３を制御する。
【００４２】
次に、次の周期におけるＯＦＦ設定値の算出のために、ステップＴ９及びＴ１０にて、温度センサ５１，５２，５３から容器内温度を収集し、上述した処理を繰り返す。
【００４３】
このように本実施形態によれば、電磁弁４１，４２，４３の共通の動作周期Ｔをシステム動作中の途中で変更し、また容器１１，１２，１３個々のＯＮ設定値をシステム動作中の途中で変更し、更新タイミングとなるデータ収集のタイミングをシステム動作中の途中で変更することを可能とした上で、各生鮮品容器１１，１２，１３の電磁弁４１，４２，４３がすべて同一周期で動作するように制御することができる。
【００４４】
これにより、冷凍機３０のショートサイクル運転が防止でき、しかも高負荷時でなかなか冷えない時には電磁弁ＯＦＦ設定値は自動的に高めになるので、過剰なエネルギー消費を防止することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上述べたように本発明では、各生鮮品容器の弁はすべて同一周期で動作するため、冷凍機のショートサイクル運転を防止することができると共に高負荷時で、なかなか冷えない時にはＯＦＦ設定値が自動的に高めになることにより過剰なエネルギー消費を防止することが可能な冷蔵システム及び該システムの弁の制御方法を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る冷蔵システムの構成図。
【図２】同実施形態における制御フローの一例を示す図。
【図３】同実施形態における電磁弁の動作周期の一例を示す図。
【図４】同実施形態における制御フローの他例を示す図。
【図５】従来における電磁弁の動作周期の例を示す図。
【符号の説明】
１１，１２，１３…生鮮品容器
２０…冷媒管
３０…冷凍機
４１，４２，４３…電磁弁
５１，５２，５３…温度センサ
６０…信号入出力部
７０…制御演算部
８０…設定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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