(57)【要約】【課題】冷凍機の冷却能力の追従性の悪化に起因する冷凍機の停止を抑制することが可能な冷却装置を提供する。【解決手段】この冷却装置１００は、店舗１１０に設置されたショーケース１〜６の冷却負荷を取得する運転率算出部３３と、運転率算出部３３によって取得されたショーケース１〜６の冷却負荷に基づいて、冷凍機１０の冷却能力の制御目標値を決定する制御目標値決定部３４と、制御目標値と冷凍機１０の冷却能力の測定値とに基づいて、冷凍機１０の冷却能力の追従可否を判定する制御出力フィルタ部３５と、を備え、制御出力フィルタ部３５が、追従可と判断した場合は、冷凍機１０の冷却能力の設定値を制御目標値に変更し、追従不可と判断した場合は、冷凍機１０の冷却能力の設定値を変更せずに維持する制御を行うように構成されている。【選択図】図３
2017096520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
店舗に設置された冷蔵機器の状態から前記冷蔵機器の冷却負荷を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記冷蔵機器の冷却負荷に基づいて、冷凍機の冷却能力の制御目標値を決定する制御目標値決定部と、
前記制御目標値と、前記冷凍機の冷却能力の測定値とに基づいて、前記冷凍機の冷却能力の追従可否を判定する追従可否判定部と、を備え、
前記追従可否判定部が、追従可と判断した場合は、前記冷凍機の冷却能力の設定値を前記制御目標値に変更し、追従不可と判断した場合は、前記冷凍機の冷却能力の設定値を変更せずに維持する制御を行うように構成されている、冷却装置。
【請求項２】
前記追従可否判定部は、前記制御目標値と、前記冷凍機の冷却能力の測定値の最大値または最小値の少なくとも一方との差に基づいて、前記冷凍機の冷却能力の追従可否を判定するように構成されている、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記制御目標値は、制御目標上限値と制御目標下限値とを含み、
前記追従可否判定部は、前記冷凍機の冷却能力の測定値の最大値と前記制御目標上限値との差、または、前記制御目標下限値と前記冷凍機の冷却能力の測定値の最小値との差のうちの少なくとも一方に基づいて、前記冷凍機の冷却能力の追従可否を判定するように構成されている、請求項１または２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記追従可否判定部は、所定の周期ごとに前記冷凍機の冷却能力の追従可否を判定するように構成されており、
前記冷蔵機器の冷却負荷よりも前記冷凍機の冷却能力が大きい場合において、前記追従可否判定部は、前記所定の期間内の前記冷凍機の冷却能力の測定値の最小値と前記制御目標下限値との差の絶対値が、第１のしきい値より大きい場合には、前記制御目標下限値に対して前記冷凍機の冷却能力の追従不可と判定するとともに、前記冷凍機の冷却能力の設定値を変更せずに維持する制御を行い、前記制御目標下限値と前記所定の期間内の前記冷凍機の冷却能力の測定値の最小値との差の絶対値が、前記第１のしきい値以下の場合には、前記制御目標下限値に対して前記冷凍機の冷却能力の追従可と判定するとともに、前記冷凍機の冷却能力の設定値を前記制御目標値に変更する制御を行うように構成されている、請求項３に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記冷蔵機器の冷却負荷よりも前記冷凍機の冷却能力が小さい場合において、前記追従可否判定部は、前記制御目標上限値と、前記所定の期間内の前記冷凍機の冷却能力の測定値の最大値との差の絶対値が、第２のしきい値より大きい場合には、前記制御目標上限値に対して前記冷凍機の冷却能力の追従不可と判定するとともに、前記冷凍機の冷却能力の設定値を変更させない制御を行い、前記制御目標上限値と、前記所定の期間内の前記冷凍機の冷却能力の測定値の最大値との差の絶対値が、前記第２のしきい値以下の場合には、前記制御目標上限値に対して前記冷凍機の冷却能力の追従可と判定するとともに、前記冷凍機の冷却能力の設定値を前記制御目標値に変更する制御を行うように構成されている、請求項４に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記冷凍機の冷却能力の測定値の最大値および最小値のそれぞれは、前記冷凍機の停止期間外において抽出されるように構成されている、請求項３〜５のいずれか１項に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷却装置に関し、特に、ショーケースの冷却負荷に基づいて、ショーケースに接続されている冷凍機の冷却能力の制御を行う冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ショーケースの冷却負荷に基づいて、ショーケースに接続されている冷凍機の冷却能力の制御を行う冷却装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１に記載の冷却装置では、複数のショーケース、および、複数のショーケースに共通に接続されている冷凍機を備える冷却装置において、ショーケース全体の冷却負荷に対する冷凍機の冷却能力の過不足を判定する負荷バランス判定部（制御目標値決定部）が設けられている。また、各ショーケースにはそれぞれ、蒸発器が設けられており、蒸発器へ冷媒を流すことによって、ショーケースの冷却を行っている。また、各ショーケースにはそれぞれ、電磁弁が設けられており、電磁弁のオン・オフによって、蒸発器への冷媒の流れをオン・オフするように構成されている。負荷バランス判定部は、すべてのショーケースの電磁弁運転率が所定の値（たとえば、４０％）未満の場合に、冷凍機の冷却能力が過剰と判定し、圧縮機のオン・オフ制御の基準になる吸入冷媒圧力の設定値を一定値シフトアップして圧縮機を運転するように制御する。ここで、圧縮機は、吸入冷媒圧力が吸入冷媒圧力の設定値を下回ると停止する。そこで、吸入冷媒圧力の設定値を一定値シフトアップすることによって、シフトアップ分だけ圧縮機が停止するタイミングが早くなるとともに、再起動するするタイミングが遅くなる。その結果、圧縮機の運転率が下がり、ショーケースの冷却負荷に対する冷凍機の冷却能力のバランスが向上するとともに、消費電力を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−６６０３２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、上記特許文献１に記載された冷却装置では、冷凍機の冷却能力が過剰である（または、冷凍機の冷却能力が不足している）場合に、圧縮機の運転率を調整するために、冷凍機の冷却能力の制御目標値（吸入冷媒圧力の設定値）を継続的にシフトアップ（または、シフトダウン）する際には、制御目標値が予め設定された上下範囲内であっても、冷凍機の追従性が悪くなる。このため、制御目標値と吸入冷媒圧力の測定値との差が大きくなることにより、冷凍機の運転が不安定になり、さらに制御目標値を継続してシフトアップ（または、シフトダウン）すると、最終的に冷凍機が停止してしまうという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、冷凍機の冷却能力の追従性の悪化に起因する冷凍機の停止を抑制することが可能な冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の一の局面による冷却装置は、店舗に設置された冷蔵機器（ショーケース）の状態から冷蔵機器の冷却負荷を取得する取得部と、取得部によって取得された冷蔵機器の冷却負荷に基づいて、冷凍機の冷却能力の制御目標値を決定する制御目標値決定部と、制御目標値と冷凍機の冷却能力の測定値とに基づいて、冷凍機の冷却能力の追従可否を判定する追従可否判定部と、を備え、追従可否判定部が、追従可と判断した場合は、冷凍機の冷却能力の設定値を制御目標値に変更し、追従不可と判断した場合は、冷凍機の冷却能力の設定値を変更せずに維持する制御を行うように構成されている。
【０００８】
この発明の一の局面による冷却装置では、冷蔵機器の冷却負荷に基づいて決定された冷凍機の冷却能力の制御目標値と、冷凍機の冷却能力の測定値とに基づいて、冷凍機の冷却能力の追従可否を判定し、追従可と判断された場合は、冷凍機の設定値を制御目標値に変更し、追従不可と判断された場合は、冷凍機の冷却能力の設定値を変更せずに維持する。これにより、冷凍機の冷却能力の測定値と冷凍機の冷却能力の制御目標値との差が比較的小さい時に、冷凍機の冷却能力が変更されるとともに、冷凍機の冷却能力の測定値と冷凍機の冷却能力の制御目標値との差が比較的大きい時に、冷凍機の冷却能力は変更されずに維持される。すなわち、冷凍機の運転が安定な時に、冷凍機の冷却能力が変更されるとともに、冷凍機の運転が不安定な時は、冷凍機の冷却能力は変更されずに維持されるので、冷凍機の冷却能力の追従性の悪化に起因する冷凍機の停止を抑制することができる。
【０００９】
上記一の局面による冷却装置では、好ましくは、追従可否判定部は、制御目標値と、冷凍機の冷却能力の測定値の最大値または最小値の少なくとも一方との差に基づいて、冷凍機の冷却能力の追従可否を判定するように構成されている。このように構成すれば、冷凍機の冷却能力の制御目標値と冷凍機の冷却能力の測定値との差が大きい状態における、冷凍機の冷却能力の追従性を検出することができる。すなわち、冷凍機の運転が比較的不安定な状態における追従性を検出することができるので、冷凍機の冷却能力の追従可否を正確に判定することができる。
【００１０】
上記一の局面による冷却装置では、好ましくは、制御目標値は、制御目標上限値と制御目標下限値とを含み、追従可否判定部は、冷凍機の冷却能力の測定値の最大値と制御目標上限値との差、または、制御目標下限値と冷凍機の冷却能力の測定値の最小値との差のうちの少なくとも一方に基づいて、冷凍機の冷却能力の追従可否を判定するように構成されている。このように構成すれば、冷凍機の冷却能力の制御上限目標値と冷凍機の冷却能力の測定値の最大値との差、または、冷凍機の冷却能力の制御下限目標値と冷凍機の冷却能力の測定値の最小値との差が大きい状態における、冷凍機の冷却能力の追従性を検出することができる。すなわち、冷凍機の運転が比較的不安定な状態における追従性を検出することができるので、冷凍機の冷却能力の追従可否をさらに正確に判定することができる。
【００１１】
この場合、好ましくは、追従可否判定部は、所定の周期ごとに冷凍機の冷却能力の追従可否を判定するように構成されており、冷蔵機器の冷却負荷よりも冷凍機の冷却能力が大きい場合において、追従可否判定部は、所定の期間内の冷凍機の冷却能力の測定値の最小値と制御目標下限値との差の絶対値が、第１のしきい値より大きい場合には、制御目標下限値に対して冷凍機の冷却能力の追従不可と判定するとともに、冷凍機の冷却能力の設定値を変更せずに維持する制御を行い、制御目標下限値と所定の期間内の冷凍機の冷却能力の測定値の最小値との差の絶対値が、第１のしきい値以下の場合には、制御目標下限値に対して冷凍機の冷却能力の追従可と判定するとともに、冷凍機の冷却能力の設定値を制御目標値に変更する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、冷凍機の冷却能力の追従不可と判定された場合には、冷凍機の冷却能力をシフトアップさせるタイミングを、少なくとも所定の期間以上は遅らせることができる。その結果、冷凍機の運転が正常に戻る（冷凍機の運転が安定する）までの時間が十分経った後に、冷凍機の冷却能力をシフトアップさせることができるので、冷凍機の冷却能力の追従性の悪化に起因する冷凍機の停止をさらに確実に抑制することができる。また、冷凍機の冷却能力の追従可と判定された場合には、冷凍機の冷却能力を、冷蔵機器の冷却負荷に対応して減少させるので、消費電力を抑制することができる。
【００１２】
上記制御目標上限値または制御目標下限値に基づいて判定を行う冷却装置では、好ましくは、冷蔵機器の冷却負荷よりも冷凍機の冷却能力が小さい場合において、追従可否判定部は、制御目標上限値と、所定の期間内の冷凍機の冷却能力の測定値の最大値との差の絶対値が、第２のしきい値より大きい場合には、制御目標上限値に対して冷凍機の冷却能力の追従不可と判定するとともに、冷凍機の冷却能力の設定値を変更させない制御を行い、制御目標上限値と、所定の期間内の冷凍機の冷却能力の測定値の最大値との差の絶対値が、第２のしきい値以下の場合には、制御目標上限値に対して冷凍機の冷却能力の追従可と判定するとともに、冷凍機の冷却能力の設定値を制御目標値に変更する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、冷凍機の冷却能力の追従不可と判定された場合に、冷凍機の冷却能力をシフトダウンさせるタイミングを、少なくとも所定の期間以上は遅らせることができる。その結果、冷凍機の運転が正常に戻る（冷凍機の運転が安定する）までの時間が十分経った後に、冷凍機の冷却能力をシフトダウンさせることができるので、冷凍機の冷却能力の追従性の悪化に起因する冷凍機の停止をさらに確実に抑制することができる。また、冷凍機の冷却能力の追従可と判定された場合には、冷凍機の冷却能力を、冷蔵機器の冷却負荷に対応して増加させるので、商品の冷却不足を抑制することができる。
【００１３】
上記制御目標上限値または制御目標下限値に基づいて判定を行う冷却装置では、好ましくは、冷凍機の冷却能力の測定値の最大値および最小値のそれぞれは、冷凍機の停止期間外において抽出されるように構成されている。このように構成すれば、冷凍機の停止期間中の測定値を抽出することがないので、冷凍機の停止期間中の測定値を、冷凍機の冷却能力の測定値と誤認することを抑制することができる。その結果、冷凍機の冷却能力の追従可否を正確に判定することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、上記のように、冷凍機の冷却能力の追従性の悪化に起因する冷凍機の停止を抑制することが可能な冷却装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態による冷却装置の全体構成を示した図である。
【図２】本発明の一実施形態による冷却装置の詳細構成を示した図である。
【図３】本発明の一実施形態による冷却能力過剰時の吸入圧力と時間との関係を示した図である。
【図４】比較例による冷却能力過剰時の吸入圧力と時間との関係を示した図である。
【図５】本発明の一実施形態による冷却負荷過剰時の吸入圧力と時間との関係を示した図である。
【図６】比較例による冷却負荷過剰時の吸入圧力と時間との関係を示した図である。
【図７】本発明の一実施形態による吸入圧力の設定値の制御の処理フローを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
まず、図１〜図６を参照して、本実施形態による冷却装置１００の構成について説明する。
【００１８】
（冷却装置の構成）
本実施形態による冷却装置１００は、図１に示すように、店舗１１０（２点鎖線枠内）に設置された６台のショーケース１〜６と、ショーケース１〜６に冷媒配管２０を介して接続された１台の冷凍機１０と、ショーケース１〜６および冷凍機１０の運転を統括制御する統合コントローラ３０とを備える。なお、ショーケース１〜６は、特許請求の範囲の「冷蔵機器」の一例である。
【００１９】
（ショーケースの構成）
ショーケース１〜６は機器構成が基本的に同様であるので、ショーケース１を代表して説明する。説明の都合上、ショーケース２〜６の構成についても適宜言及する。ショーケース１（２〜６）と冷凍機１０とによって冷媒を循環させる冷凍サイクル装置が構成されている。冷凍機１０は、回転数（運転周波数）の変更により冷媒吐出量が制御可能なインバータ制御式の１台の圧縮機１１と、凝縮器１２と、凝縮器１２を冷却する外気ファン１３とを備える。また、ショーケース１〜６は、店舗１１０の屋外または屋内の機械室等に設置された冷凍機１０に対して冷媒配管２０を介して互いに並列に接続されている。
【００２０】
ショーケース１は、電磁弁１ａと、膨張弁１ｂと、蒸発器１ｃと、商品収納庫内と蒸発器１ｃとの間で冷気を循環させる庫内ファン１ｄと、商品収納庫の温度を検出する庫内温度センサ１ｅとを備える。圧縮機１１から矢印Ｐ方向に吐出された冷媒は、凝縮器１２を経た後に分流して蒸発器１ｃ〜６ｃに流通した後、圧縮機１１に戻される。なお、電磁弁１ａ〜６ａのいずれかが閉状態に制御された場合、対応する蒸発器１ｃ〜６ｃのいずれかには冷媒が流通しないことになり、そのショーケースは、冷却運転が停止される。
【００２１】
また、ショーケース１は、図２に示すように、制御部１ｆを備える。また、電磁弁１ａと膨張弁１ｂと庫内ファン１ｄと庫内温度センサ１ｅとが制御部１ｆに電気的に接続されている。また、冷凍機１０は、制御部１５と圧力センサ１６とを備える。そして、圧縮機１１と外気ファン１３と圧力センサ１６とが制御部１５に電気的に接続されている。
【００２２】
ショーケース１の運転内容としては、庫内温度の設定値と庫内温度センサ１ｅにより検出される現在値との差に応じて制御部１ｆにより電磁弁１ａが開状態または閉状態に制御される。電磁弁１ａが開かれると冷凍機１０からの冷媒が膨張弁１ｂを経て蒸発器１ｃに流通される。膨張弁１ｂの開度制御とともに蒸発器１ｃへの冷媒流量が制御されて冷却能力が発揮される。庫内温度が設定値に達すると電磁弁１ａが閉状態に切り替えられて蒸発器１ｃの冷却動作が停止される。そして庫内温度が設定値未満になると再び電磁弁１ａが開状態に切り替えられて蒸発器１ｃの冷却動作が再開される。これにより、ショーケース１の庫内温度が設定の温度範囲に保たれる。ショーケース２〜６についても、運転内容は同様である。したがって、同じ時刻におけるショーケース１〜６の運転状態（電磁弁１ａ〜６ａの各々の開閉状態）に応じて冷凍機１０の負荷も変動する。この場合、ショーケースの運転台数（電磁弁の開状態）に対応して設定された圧縮機１１の吸入圧力設定値と現在の吸入圧力との差に基づいて圧縮機１１の回転数（運転周波数）制御が行われる。これにより、冷凍サイクル装置内を循環する冷媒量が調整される。
【００２３】
そして、図１および図２に示すように、冷凍機１０と統合コントローラ３０とは通信回線８０を介して通信可能に接続されている。また、ショーケース１〜６と統合コントローラ３０とは通信回線８１を介して通信可能に接続されている。
【００２４】
（統合コントローラの構成）
統合コントローラ３０は、ショーケース通信部３１、冷凍機通信部３２、運転率算出部３３、制御目標値決定部３４、および、制御出力フィルタ部３５によって構成されている。なお、運転率算出部３３および制御出力フィルタ部３５はそれぞれ、特許請求の範囲の「取得部」および「追従可否判定部」の一例である。
【００２５】
冷凍機通信部３２は、通信回線８０を介して、冷凍機１０の制御部１５と接続されている。制御部１５は、冷凍機１０の冷却能力に関する情報を、冷凍機通信部３２に伝達する。たとえば、圧力センサ１６によって検出された冷凍機１０の圧縮機１１の吸入圧力の情報を、冷凍機通信部３２に伝達する。
【００２６】
ショーケース通信部３１は、通信回線８１を介して、ショーケース１〜６の制御部１ｆ〜６ｆと接続されている。制御部１ｆは、ショーケース１の電磁弁１ａの開閉状態の情報を、ショーケース通信部３１に伝達する。ショーケース２〜６からも同様の情報が伝達される。
【００２７】
運転率算出部３３は、制御部１ｆから伝達された電磁弁１ａの開閉状態の情報から、電磁弁１ａの開閉率を算出し、ショーケース１の冷却負荷（運転率）を算出する。また、ショーケース２〜６の冷却負荷についても同様に算出する。
【００２８】
ここで、本実施形態では、制御目標値決定部３４は、運転率算出部３３によって算出されたショーケース１〜６の冷却負荷に基づいて、冷凍機１０の冷却能力の制御目標値を決定する。制御出力フィルタ部３５は、制御目標値決定部３４によって決定された制御目標値と、冷凍機１０の冷却能力の測定値とに基づいて、冷凍機１０の冷却能力の追従可否を判定する。制御出力フィルタ部３５が追従可と判定した場合は、冷凍機１０の冷却能力の設定値を制御目標値に変更し、制御出力フィルタ部３５が追従不可と判定した場合は、冷凍機１０の冷却能力の設定値を変更せず維持するように制御される。具体的には、制御出力フィルタ部３５が追従可と判定した場合は、冷凍機１０の圧縮機１１の吸入圧力の設定値が制御目標値になるように制御され、制御出力フィルタ部３５が追従不可と判定した場合は、冷凍機１０の圧縮機１１の吸入圧力の設定値を変更せず維持するように制御される。
【００２９】
（冷却能力＞冷却負荷）
本実施形態では、図３に示すように、制御出力フィルタ部３５は、３０分ごとに冷凍機１０の冷却能力の追従可否を判定するように構成されており、ショーケース１〜６の冷却負荷よりも冷凍機１０の冷却能力が大きい場合において、制御出力フィルタ部３５は、３０分以内の冷凍機１０の冷却能力の測定値の最小値と制御目標下限値との差の絶対値が、しきい値Ｐ１（たとえば、０．０４ＭＰａ）より大きい場合には、制御目標下限値に対して冷凍機１０の冷却能力の追従不可と判定するとともに、冷凍機１０の冷却能力の設定値を変更せずに維持する制御を行う。また、制御出力フィルタ部３５は、制御目標下限値と３０分以内の冷凍機１０の冷却能力の測定値の最小値との差の絶対値が、しきい値Ｐ１以下の場合には、制御目標下限値に対して冷凍機１０の冷却能力の追従可と判定するとともに、冷凍機１０の冷却能力の設定値を制御目標値に変更する制御を行う。また、しきい値Ｐ１は、制御目標上限値と制御目標下限値との差よりも大きい値である。なお、３０分およびしきい値Ｐ１はそれぞれ、特許請求の範囲の「所定の期間」および「第１のしきい値」の一例である。
【００３０】
具体的には、制御期間Ａ、制御期間Ｂ、制御期間Ｃ、および、制御期間Ｄのそれぞれの、吸入圧力の平均値に基づいて、次の制御期間中の制御目標値が決定される。また、制御期間Ａと制御期間Ｂとの間、制御期間Ｂと制御期間Ｃとの間、および、制御期間Ｃと制御期間Ｄとの間のそれぞれにおいて、冷凍機１０の冷却能力の追従可否が判定される。具体的には、制御期間Ａにおける吸入圧力の最小値と、制御期間Ｂにおける制御目標下限値との差（ΔＡ１）が、しきい値Ｐ１より大きいので、制御期間Ｂの吸入圧力の設定値は、制御期間Ｂの制御目標値に変更されずに、制御期間Ａの吸入圧力の設定値のまま維持される。また、制御期間Ｂの吸入圧力の最小値と制御期間Ｃの制御目標下限値との差（ΔＢ１）、および、制御期間Ｃの吸入圧力の最小値と制御期間Ｄの制御目標下限値との差（ΔＣ１）のそれぞれは、しきい値Ｐ１よりも小さいので、制御期間Ｃの吸入圧力の設定値、および、制御期間Ｄの吸入圧力の設定値のそれぞれは、制御期間Ｃの制御目標値、および、制御期間Ｄの制御目標値にシフトアップするように制御される。
【００３１】
（比較例）
ここで、比較例による冷却装置１００では、制御目標値と冷凍機１０の冷却能力の測定値とに基づいて、冷凍機１０の冷却能力の追従可否を判定せずに、吸入圧力の設定値を制御するように構成されている。図４に示すように、制御期間Ａにおける吸入圧力の最小値と、制御期間Ｂにおける制御目標下限値との差（ΔＡ２）が、しきい値Ｐ１より大きい場合において、制御期間Ｂの吸入圧力の設定値を、制御期間Ｂの制御目標値にシフトアップした場合は、冷凍機１０の運転が不安定な時に設定値を変更することに起因して冷凍機１０への負荷が大きくなり、期間Ｃにおいて冷凍機１０の動作が停止する。その結果、冷凍機１０を正常運転に戻すための起動負荷がかかるので、冷凍機１０が高負荷運転状態となり、高負荷運転が継続されることによって、消費電力が増大する。また、冷凍機１０の停止により、ショーケース１〜６の庫内温度が上昇し、商品の冷却不足の原因となる。
【００３２】
（冷却能力＜冷却負荷）
本実施形態では、図５に示すように、制御出力フィルタ部３５は、３０分ごとに冷凍機１０の冷却能力の追従可否を判定するように構成されており、ショーケース１〜６の冷却負荷よりも冷凍機１０の冷却能力が小さい場合において、制御出力フィルタ部３５は、３０分以内の冷凍機１０の冷却能力の測定値の最大値と制御目標上限値との差の絶対値が、しきい値Ｐ２（たとえば、０．０４ＭＰａ）より大きい場合には、制御目標上限値に対して冷凍機１０の冷却能力の追従不可と判定するとともに、冷凍機１０の冷却能力の設定値を変更せずに維持する制御を行う。また、制御出力フィルタ部３５は、制御目標上限値と３０分以内の冷凍機１０の冷却能力の測定値の最大値との差の絶対値が、しきい値Ｐ２以下の場合には、制御目標上限値に対して冷凍機１０の冷却能力の追従可と判定するとともに、冷凍機１０の冷却能力の設定値を制御目標値に変更する制御を行う。また、しきい値Ｐ２は、制御目標上限値と制御目標下限値との差よりも大きい値である。なお、しきい値Ｐ２は、特許請求の範囲の「第２のしきい値」の一例である。
【００３３】
具体的には、制御期間Ｃにおける吸入圧力の最大値と、制御期間Ｄにおける制御目標上限値との差（ΔＣ２）が、しきい値Ｐ２より大きいので、制御期間Ｄの吸入圧力の設定値は、制御期間Ｄの制御目標値に変更されずに、制御期間Ｃの吸入圧力の設定値のまま維持される。また、制御期間Ｂの吸入圧力の最大値と期間Ｃの制御目標上限値との差（ΔＢ２）は、しきい値Ｐ２よりも小さいので、制御期間Ｃの吸入圧力の設定値は、制御期間Ｃの制御目標値にシフトダウンするように制御される。
【００３４】
(比較例)
ここで、比較例による冷却装置１００では、制御目標値と冷凍機１０の冷却能力の測定値とに基づいて、冷凍機１０の冷却能力の追従可否を判定せずに、吸入圧力の設定値を制御するように構成されている。図６に示すように、期間Ｃにおける吸入圧力の最大値と、制御期間Ｄにおける制御目標上限値との差（ΔＣ３）が、しきい値Ｐ２より大きい場合において、制御期間Ｃの吸入圧力の設定値を制御期間Ｃの制御目標値にシフトダウンした場合は、冷凍機１０の運転が不安定な時に設定値を変更することに起因して冷凍機１０への負荷が大きくなり、制御期間Ｄにおいて、冷凍機１０の動作が停止する。その結果、冷凍機１０を正常運転に戻すための起動負荷がかかるので、冷凍機１０が高負荷運転状態となり、高負荷運転が継続されることによって、消費電力が増大する。また、冷凍機１０の停止により、ショーケース１〜６の庫内温度が上昇し、商品の冷却不足の原因となる。
【００３５】
（吸入圧力の設定値の制御）
次に、図７を参照して、吸入圧力の設定値の制御に関する制御出力フィルタ部３５の処理フローについて説明する。
【００３６】
吸入圧力の設定値の制御に関して、図７に示すように、ステップＳ１では、吸入圧力の設定値の変更の要求が、制御目標値決定部３４からあるか否かが判断される。吸入圧力の設定値の変更の要求がある場合、ステップＳ２では、吸入圧力の設定値をシフトアップするか否かが判断される。吸入圧力の設定値をシフトアップすると判断された場合、ステップＳ３では、制御目標下限値と、直前の制御期間の吸入圧力の最小値との差が、しきい値Ｐ１より大きいか否かが判断される。また、吸入圧力の設定値をシフトダウンすると判断された場合、ステップＳ４では、直前の制御期間の吸入圧力の最大値と、制御目標上限値との差が、しきい値Ｐ２より大きいか否かが判断される。ステップＳ３およびステップＳ４のそれぞれにおいて、しきい値Ｐ１およびしきい値Ｐ２以下であると判断された場合、ステップＳ５において、吸入圧力の設定値は、制御目標値に変更される。また、ステップＳ３およびステップＳ４のそれぞれにおいて、しきい値Ｐ１およびしきい値Ｐ２より大きいと判断された場合、吸入圧力の設定値は変更されずに維持される。
【００３７】
また、本実施形態では、冷凍機１０の冷却能力の測定値の最大値および最小値のそれぞれは、冷凍機１０の停止期間外において抽出されるように構成されている。具体的には、冷凍機１０が停止した際の吸入圧力の測定値は、冷凍機１０が運転している際の吸入圧力の測定値よりも大きくなる（図４および図６参照）が、冷凍機１０が停止した際の吸入圧力の測定値は、冷凍機１０の吸入圧力の最大値（最小値）として考慮せず追従可否の制御を行うように構成されている。
【００３８】
（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００３９】
本実施形態では、上記のように、店舗１１０に設置されたショーケース１〜６の状態からショーケース１〜６の冷却負荷を取得する運転率算出部３３と、運転率算出部３３によって取得されたショーケース１〜６の冷却負荷に基づいて、冷凍機１０の冷却能力の制御目標値を決定する制御目標値決定部３４と、制御目標値と冷凍機１０の冷却能力の測定値とに基づいて、冷凍機１０の冷却能力の追従可否を判定する制御出力フィルタ部３５と、を備える。そして、制御出力フィルタ部３５が、追従可と判断した場合は、冷凍機１０の冷却能力の設定値を制御目標値に変更し、追従不可と判断した場合は、冷凍機１０の冷却能力の設定値を変更せずに維持する制御を行う。これにより、ショーケース１〜６の冷却負荷に基づいて決定された冷凍機１０の冷却能力の制御目標値と、冷凍機１０の冷却能力の測定値とに基づいて、冷凍機１０の冷却能力の追従可否を判定し、追従可と判断された場合は、冷凍機１０の設定値を制御目標値に変更し、追従不可と判断された場合は、冷凍機１０の冷却能力の設定値を変更せずに維持する。これにより、冷凍機１０の冷却能力の測定値と冷凍機１０の冷却能力の制御目標値との差が比較的小さい時に、冷凍機１０の冷却能力が変更されるとともに、冷凍機１０の冷却能力の測定値と冷凍機１０の冷却能力の制御目標値との差が比較的大きい時に、冷凍機１０の冷却能力は変更されずに維持される。すなわち、冷凍機１０の運転が安定な時に、冷凍機１０の冷却能力が変更されるとともに、冷凍機１０の運転が不安定な時は、冷凍機１０の冷却能力は変更されずに維持されるので、冷凍機１０の冷却能力の追従性の悪化に起因する冷凍機１０の停止を抑制することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、制御目標値と、冷凍機１０の冷却能力の測定値の最大値または最小値の少なくとも一方との差に基づいて、冷凍機１０の冷却能力の追従可否を判定するように、制御出力フィルタ部３５を構成する。これにより、冷凍機１０の冷却能力の制御目標値と冷凍機１０の冷却能力の測定値との差が大きい状態における、冷凍機１０の冷却能力の追従性を検出することができる。すなわち、冷凍機１０の運転が比較的不安定な状態における追従性を検出することができるので、冷凍機１０の冷却能力の追従可否を正確に判定することができる。
【００４１】
また、本実施形態では、制御目標値は、制御目標上限値と制御目標下限値とを含み、冷凍機１０の冷却能力の測定値の最大値と制御目標上限値との差、または、制御目標下限値と冷凍機１０の冷却能力の測定値の最小値との差のうちの少なくとも一方に基づいて、冷凍機１０の冷却能力の追従可否を判定するように、制御出力フィルタ部３５を構成する。これにより、冷凍機１０の冷却能力の制御上限目標値と冷凍機１０の冷却能力の測定値の最大値との差、または、冷凍機１０の冷却能力の制御下限目標値と冷凍機１０の冷却能力の測定値の最小値との差が大きい状態における、冷凍機１０の冷却能力の追従性を検出することができる。すなわち、冷凍機１０の運転が比較的不安定な状態における追従性を検出することができるので、冷凍機１０の冷却能力の追従可否をさらに正確に判定することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、３０分ごとに冷凍機１０の冷却能力の追従可否を判定するように、制御出力フィルタ部３５を構成する。また、ショーケース１〜６の冷却負荷よりも冷凍機１０の冷却能力が大きい場合において、３０分以内の冷凍機１０の冷却能力の測定値の最大値と制御目標上限値との差の絶対値が、しきい値Ｐ１より大きい場合には、制御目標上限値に対して冷凍機１０の冷却能力の追従不可と判定するとともに、冷凍機１０の冷却能力の設定値を変更せずに維持する制御を行うように、制御出力フィルタ部３５を構成する。また、制御目標上限値と３０分以内の冷凍機１０の冷却能力の測定値の最大値との差の絶対値が、しきい値Ｐ１以下の場合には、制御目標上限値に対して冷凍機１０の冷却能力の追従可と判定するとともに、冷凍機１０の冷却能力の設定値を制御目標値に変更する制御を行うように、制御出力フィルタ部３５を構成する。これにより、冷凍機１０の冷却能力の追従不可と判定された場合には、冷凍機１０の冷却能力をシフトアップさせるタイミングを、少なくとも３０分以上は遅らせることができる。その結果、冷凍機１０の運転が正常に戻る（冷凍機１０の運転が安定する）までの時間が十分経った後に、冷凍機１０の冷却能力をシフトアップさせることができるので、冷凍機１０の冷却能力の追従性の悪化に起因する冷凍機１０の停止をさらに確実に抑制することができる。また、冷凍機１０の冷却能力の追従可と判定された場合には、冷凍機１０の冷却能力を、ショーケース１〜６の冷却負荷に対応して減少させるので、消費電力を抑制することができる。
【００４３】
また、本実施形態では、ショーケース１〜６の冷却負荷よりも冷凍機１０の冷却能力が小さい場合において、制御目標下限値と、３０分以内の冷凍機１０の冷却能力の測定値の最小値との差の絶対値が、しきい値Ｐ２より大きい場合には、制御目標下限値に対して冷凍機１０の冷却能力の追従不可と判定するとともに、冷凍機１０の冷却能力の設定値を変更させない制御を行うように、制御出力フィルタ部３５を構成する。また、制御目標下限値と、所定の期間内の冷凍機１０の冷却能力の測定値の最小値との差の絶対値が、しきい値Ｐ２以下の場合には、制御目標下限値に対して冷凍機１０の冷却能力の追従可と判定するとともに、冷凍機１０の冷却能力の設定値を制御目標値に変更する制御を行うように、制御出力フィルタ部３５を構成する。これにより、冷凍機１０の冷却能力の追従不可と判定された場合に、冷凍機１０の冷却能力をシフトダウンさせるタイミングを、少なくとも３０分以上は遅らせることができる。その結果、冷凍機１０の運転が正常に戻る（冷凍機１０の運転が安定する）までの時間が十分経った後に、冷凍機１０の冷却能力をシフトダウンさせることができるので、冷凍機１０の冷却能力の追従性の悪化に起因する冷凍機１０の停止をさらに確実に抑制することができる。また、冷凍機１０の冷却能力の追従可と判定された場合には、冷凍機１０の冷却能力を、ショーケース１〜６の冷却負荷に対応して増加させるので、商品の冷却不足を抑制することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、冷凍機１０の冷却能力の測定値の最大値および最小値のそれぞれを、冷凍機１０の停止期間外において抽出する。これにより、冷凍機１０の停止期間中の測定値を抽出することがないので、冷凍機１０の停止期間中の測定値を、冷凍機１０の冷却能力の測定値と誤認することを抑制することができる。その結果、冷凍機１０の冷却能力の追従可否を正確に判定することができる。
【００４５】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４６】
たとえば、上記実施形態では、各制御期間の吸入圧力の平均値に基づいて、次の制御期間中の制御目標値を決定する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、各制御期間開始時間から一定時間経過後の吸入圧力に基づいて、制御目標値を決定してもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、各制御期間の間（たとえば、制御期間Ａと制御期間Ｂとの間）において、追従可否を判定する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、各制御期間終了までの一定時間内、または、各制御期間開始から一定時間内において、追従可否を判定してもよい。
【００４８】
また、上記実施形態では、制御目標値と測定値との差がしきい値よりも大きい場合は、吸入圧力の設定値を変更しない例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、制御目標値と測定値との差がしきい値よりも大きい場合は、制御目標値と測定値との差がしきい値以下の場合のシフト量から一定量だけ低減させた量だけシフトさせるような制御にしてもよい。
【００４９】
また、上記実施形態では、冷凍機の圧縮機の吸入圧力に基づいて冷凍機の冷却能力を検知し、制御を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、圧縮機の運転周波数、冷凍機の凝縮器の温度、ショーケースの蒸発器の蒸発温度、冷凍機の運転状態、冷凍機の停止状態などに基づいて、冷凍機の冷却能力を検知し、制御を行ってもよい。
【００５０】
また、上記実施形態では、制御周期を３０分とする例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御周期を３０分以外の時間にしてもよい。
【００５１】
また、上記実施形態では、６台のショーケースと１台の冷凍機との制御を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ショーケースおよび冷凍機はそれぞれ、６台および１台以外の台数でもよい。
【００５２】
また、上記実施形態では、説明の便宜上、制御部の処理を「フロー駆動型」のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。制御部の処理をイベント単位で実行する「イベント駆動型」により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１〜６  ショーケース（冷蔵機器）
３３  運転率算出部（取得部）
３４  制御目標値決定部
３５  制御出力フィルタ部（追従可否判定部）
１００  冷却装置
１１０  店舗
Ｐ１  しきい値（第１のしきい値）
Ｐ２  しきい値（第２のしきい値）
【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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【図６】
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【図７】
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