(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024179677
(43)【公開日】2024-12-26
(54)【発明の名称】冷却システム
(51)【国際特許分類】
F25B 5/02 20060101AFI20241219BHJP
F25B 1/00 20060101ALI20241219BHJP
F25D 11/00 20060101ALI20241219BHJP
【FI】
F25B5/02 B
F25B1/00 304S
F25D11/00 101E
F25B1/00 383
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023098705
(22)【出願日】2023-06-15
(71)【出願人】
【識別番号】000005234
【氏名又は名称】富士電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】岸川 真
【テーマコード(参考)】
3L045
【Fターム(参考)】
3L045AA03
3L045BA01
3L045CA02
3L045DA02
3L045EA01
3L045GA07
3L045HA07
3L045JA13
3L045LA10
3L045LA12
3L045LA18
3L045MA02
3L045MA12
3L045NA01
3L045PA03
3L045PA05
(57)【要約】
【課題】各要冷設備の冷却領域を良好に冷却すること。
【解決手段】圧縮機21及び凝縮器22を有した冷凍機11と、電子膨張弁23A等及び蒸発器24A等を有した複数のショーケース14A等とを備え、複数のショーケース14A等にて蒸発器24A等での冷媒の蒸発により収納室13A等を冷却する冷却システム10であって、複数のショーケース14A等は、収納室13A等の内部温度が高温警報温度以上となってから高温警報遅延時間が経過したことを条件として高温警報を発するとともに、内部温度が予告高温警報温度以上となってから
予告高温警報遅延時間が経過したことを条件として、予告高温警報を発するショーケースコントローラ14A等を備え、いずれかのショーケースコントローラ14A等から予告高温警報が発せられた場合に、該当するショーケースコントローラ14A等を通じて電子膨張弁23A等の開度を増大させる管理制御部30を備えている。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
吸引した冷媒を圧縮する圧縮機及び該圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器を有した冷凍機と、
前記凝縮器で凝縮した冷媒の一部を断熱膨張させる電子膨張弁及び該電子膨張弁で断熱膨張した冷媒を蒸発させて前記圧縮機に吸引させる蒸発器を有した複数の要冷設備と
を備え、
前記複数の要冷設備にて前記蒸発器での冷媒の蒸発により所定の冷却領域を冷却する冷却システムであって、
前記複数の要冷設備は、前記冷却領域の内部温度が予め決められた高温警報温度以上となってから予め設定された高温警報遅延時間が経過したことを条件として高温警報を発するとともに、前記内部温度が前記高温警報温度よりも低い予告高温警報温度以上となってから予め設定された予告高温警報遅延時間が経過したことを条件として、予告高温警報を発する制御部を備え、
いずれかの要冷設備を構成する制御部から予告高温警報が発せられた場合に、該制御部を通じて前記電子膨張弁の開度を増大させる管理制御部を備えたことを特徴とする冷却システム。
【請求項2】
前記管理制御部は、いずれかの要冷設備を構成する制御部から予告高温警報が発せられた場合に、前記内部温度が予め決められた目標温度範囲内である他の要冷設備を構成する制御部を通じて、該他の要冷設備を構成する電子膨張弁の開度を低減させることを特徴とする請求項1に記載の冷却システム。
【請求項3】
前記管理制御部から与えられた指令に応じて前記電子膨張弁の開度を増大させた制御部は、前記内部温度が予め決められた目標温度以上である場合、当該要冷設備の冷却領域の内部雰囲気を循環させる送風ファンの回転速度を最大にすることを特徴とする請求項2に記載の冷却システム。
【請求項4】
前記要冷設備は、前記冷却領域である収納室に商品を収納するショーケースであることを特徴とする請求項1~3のいずれか1つに記載の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、冷却システムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、例えばコンビニエンスストアやスーパーマーケット等の店舗に設置された冷却システムが特許文献1に提案されており、冷凍機及び複数のショーケースを備えている。冷凍機は、圧縮機及び凝縮器を有している。複数のショーケースは、商品を載置する商品載置棚が上下方向に沿って複数段設けられた収納室を有し、かつ冷凍機とともに冷媒回路を構成する電子膨張弁及び蒸発器を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、そのような特許文献1に提案されている冷却システムでは、いずれかのショーケースの内部温度が、故障等ではなく店舗内環境等により上昇してしまうことがあった。
【0005】
本発明は、上記実情に鑑みて、各要冷設備の冷却領域を良好に冷却することができる冷却システム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】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明に係る冷却システムは、吸引した冷媒を圧縮する圧縮機及び該圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器を有した冷凍機と、前記凝縮器で凝縮した冷媒の一部を断熱膨張させる電子膨張弁及び該電子膨張弁で断熱膨張した冷媒を蒸発させて前記圧縮機に吸引させる蒸発器を有した複数の要冷設備とを備え、前記複数の要冷設備にて前記蒸発器での冷媒の蒸発により所定の冷却領域を冷却する冷却システムであって、前記複数の要冷設備は、前記冷却領域の内部温度が予め決められた高温警報温度以上となってから予め設定された高温警報遅延時間が経過したことを条件として高温警報を発するとともに、前記内部温度が前記高温警報温度よりも低い予告高温警報温度以上となってから予め設定された予告高温警報遅延時間が経過したことを条件として、予告高温警報を発する制御部を備え、いずれかの要冷設備を構成する制御部から予告高温警報が発せられた場合に、該制御部を通じて前記電子膨張弁の開度を増大させる管理制御部を備えたことを特徴とする。
【0007】
また本発明は、上記冷却システムにおいて、前記管理制御部は、いずれかの要冷設備を構成する制御部から予告高温警報が発せられた場合に、前記内部温度が予め決められた目標温度範囲内である他の要冷設備を構成する制御部を通じて、該他の要冷設備を構成する電子膨張弁の開度を低減させることを特徴とする。
【0008】
また本発明は、上記冷却システムにおいて、前記管理制御部から与えられた指令に応じて前記電子膨張弁の開度を増大させた制御部は、前記内部温度が予め決められた目標温度以上である場合、当該要冷設備の冷却領域の内部雰囲気を循環させる送風ファンの回転速度を最大にすることを特徴とする。
【0009】
また本発明は、上記冷却システムにおいて、前記要冷設備は、前記冷却領域である収納室に商品を収納するショーケースであることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、複数の要冷設備が、冷却領域の内部温度が予め決められた高温警報温度以上となってから予め設定された高温警報遅延時間が経過したことを条件として高温警報を発するとともに、内部温度が高温警報温度よりも低い予告高温警報温度以上となってから予め設定された予告高温警報遅延時間が経過したことを条件として、予告高温警報を発する制御部を備え、管理制御部が、いずれかの要冷設備を構成する制御部から予告高温警報が発せられた場合に、該制御部を通じて電子膨張弁の開度を増大させるので、該制御部を有する要冷設備に対する冷媒の流量を一時的に増大させることにより予告高温警報の発出を停止させることができ、各要冷設備の冷却領域を良好に冷却することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【
図1】
図1は、本発明の実施の形態である冷却システムの構成を模式的に示すブロック図である。
【
図2】
図2は、
図1に示した管理制御部の予告警報対応処理部が実施する予告高温警報対応処理の処理内容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】
【0012】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る冷却システムの好適な実施の形態について詳細に説明する。
【0013】
図1は、本発明の実施の形態である冷却システムの構成を模式的に示すブロック図である。ここで例示する冷却システム10は、例えばコンビニエンスストアやスーパーマーケット等の店舗に適用されるもので、冷凍機11と、複数のショーケース(要冷設備)12A,12B,…,12Nと、管理制御部30とを備えて構成してある。
【0014】
尚、以下においては、ショーケース12A,12B,…,12Nに設けられる要素については、符号に「A」、「B」、…「N」を適宜付して説明することとする。
【0015】
冷凍機11は、例えば店舗の外部に設置してあり、圧縮機21及び凝縮器22を備えている。圧縮機21は、凝縮器22とともに後述する電子膨張弁23A,23B,…,23N及び蒸発器24A,24B,…,24Nと冷媒管路25で接続されることで内部に冷媒が封入された冷媒回路を構成している。ここで冷媒としては、例えば二酸化炭素が用いられている。
【0016】
この圧縮機21は、管理制御部30から与えられる指令に応じて駆動するものであり、駆動する場合に、冷媒を吸引して圧縮し高温高圧の冷媒として吐出するものである。凝縮器22は、圧縮機21で圧縮された冷媒を周囲空気と熱交換させて凝縮させるものである。
【0017】
複数のショーケース12A,12B,…,12N(以下、ショーケース12A等ともいう)は、それぞれ店舗の内部に設置されており、商品を載置する商品載置棚(図示せず)が上下方向に沿って複数段設けられた収納室13A,13B,…,13N及びショーケースコントローラ(制御部)14A,14B,…,14Nを備えている。これら複数のショーケース12A等は、電子膨張弁23A,23B,…,23N(以下、電子膨張弁23A等ともいう)及び蒸発器24A,24B,…,24N(以下、蒸発器24A等ともいう)をそれぞれ有している。
【0018】
電子膨張弁23A等は、入口が冷媒管路25を通じて凝縮器22に接続されている。この電子膨張弁23A等は、凝縮器22で凝縮された冷媒の一部、すなわち凝縮器22で凝縮されて分配供給された冷媒を断熱膨張させるものである。
【0019】
蒸発器24A等は、電子膨張弁23A等で断熱膨張した冷媒と自身の周囲空気とを熱交換させることにより、該冷媒を蒸発させて圧縮機21に吸引させるものである。つまり、蒸発器24Aで蒸発した冷媒は、他のショーケース12B,…,12N等に設置された蒸発器24B,…,24Nで蒸発した冷媒と合流して圧縮機21に吸引される。
【0020】
そのような蒸発器24A等は、収納室13A,13B,…,13N(以下、収納室13A等ともいう)と連通する図示せぬ通風路に設置されている。かかる通風路には送風ファン15A,15B,…,15Nが配設されており、送風ファン15A,15B,…,15N(以下、送風ファン15A等ともいう)がショーケースコントローラ14A,14B,…,14N(以下、ショーケースコントローラ14A等ともいう)からの指令に応じて駆動することにより、蒸発器24A等で冷却された空気が収納室13A等に供給されることにより、収納室13A等の内部雰囲気が冷却されて各商品載置棚に載置された商品が冷却される。このように収納室13A等は、ショーケース12A等の所定の冷却領域に該当する。
【0021】
ショーケースコントローラ14A等は、設置されたショーケース12A等の収納室13A等の内部温度に関する庫内温度情報や収納室13A等に吹き出される空気の温度(温調温度)情報、電子膨張弁23A等の開度情報等を取得しつつ電子膨張弁23A等の開度を調節してショーケース12A等の運転状態を制御するものである。このショーケースコントローラ14A等は、収納室13A等の温度が予め決められた目標温度に近似するように電子膨張弁23A等の開度を、例えばPID制御等により調節している。
【0022】
また、ショーケースコントローラ14A等は、高温警報や予告高温警報を管理制御部30に対して発するものである。高温警報は、待機時間である高温警報遅延時間(例えば60分間程度)が経過するまで庫内温度が高温警報温度以上となる状態が継続する場合に発せられるものである。
【0023】
ここで高温警報温度は、ショーケース12A等に異常が発生しているか否かを判断するための閾値である。予告高温警報は、待機時間である予告高温警報遅延時間(例えば30分間)が経過するまで庫内温度が予告高温警報以上となる状態が継続する場合に発せられるものである。
【0024】
ここで予告高温警報温度は、高温警報温度よりも低い温度であり、収納室13A等の内部温度(庫内温度)が高温警報温度に近接していることを判断するための閾値である。
【0025】
つまり、ショーケースコントローラ14A等は、庫内温度が予め決められた高温警報温度以上となってから予め設定された高温警報遅延時間が経過したことを条件として高温警報を発するとともに、庫内温度が高温警報温度よりも低い予告高温警報温度以上となってから予め設定された予告高温警報遅延時間が経過したことを条件として、予告高温警報を発するものである。
【0026】
管理制御部30は、記憶部40に記憶されたプログラムやデータにしたがって冷却システム10を制御するものである。この管理制御部30は、冷凍機制御処理部31、運転データ取得部32及び予告警報対応処理部33を有している。
【0027】
冷凍機制御処理部31は、圧縮機21の吸入圧力、吐出圧力、吸入温度、吐出温度及び運転周波数等のデータをリアルタイムで取得しつつ、該圧縮機21の駆動を制御するものである。
【0028】
運転データ取得部32は、各ショーケース12A等における庫内温度(収納室13A等の内部温度)、温調温度、電子膨張弁23A等の開度等の運転データを所定時間毎(例えば1分間毎)に取得するものである。予告警報対応処理部33は、後述する予告高温警報対応処理を実施するものである。
【0029】
以上のような冷却システム10においては、各ショーケース12A等のショーケースコントローラ14A等により電子膨張弁23A等の開度が調節されることにより、蒸発器24A等を通過する冷媒量を調整し、庫内温度が目標温度に近似するようにしている。
【0030】
また冷却システム10においては、管理制御部30の冷凍機制御処理部31が、任意のショーケース12A等の温調温度が目標温度に近似するよう圧縮機21の回転数を増減させて、該ショーケース12A等を含む各ショーケース12A等の蒸発器24A等における冷媒の低圧値(≒冷媒の蒸発温度)を調整している。
【0031】
そして、冷却システム10においては、管理制御部30の予告警報対応処理部33が次のような予告高温警報対応処理を実施する。
【0032】
図2は、
図1に示した管理制御部30の予告警報対応処理部33が実施する予告高温警報対応処理の処理内容を示すフローチャートである。
【0033】
管理制御部30の予告警報対応処理部33は、予告高温警報を発したショーケース12A等(ショーケースコントローラ14A等)があるか否かを判断する(ステップS101)。予告高温警報を発したショーケース12A等がない場合(ステップS101:No)、予告警報対応処理部33は、かかる処理を繰り返す。
【0034】
予告高温警報を発したショーケース12A等(ここではショーケース12Aとする)がある場合(ステップS101:Yes)、予告警報対応処理部33は、予告高温警報を発したショーケース(以下、該当ショーケースともいう)12Aのショーケースコントローラ14Aに対して電子膨張弁23Aの開度(弁開度)を所定量だけ増大させる指示を与えるとともに、その他のショーケース12B,…12Nのショーケースコントローラ14B,…,14Nに対して電子膨張弁23B,…,23Nの開度を所定量だけ低減させる指示を与える(ステップS102)。
【0035】
ここで「その他のショーケース」であるが、単に該当ショーケース12A以外のショーケース12B,…,12Nを示すものではなく、庫内温度が予め決められた目標温度範囲内(例えば、目標温度±2℃以内)であるショーケースを意味する。ここで、「その他のショーケース」として、庫内温度が目標温度範囲内であるだけでなく、圧縮機21の回転数(周波数)が上限状態でないこと、あるいは電子膨張弁23B,…,23Nが最大開度状態でないことを条件としてもよい。
【0036】
このように該当ショーケース12Aのショーケースコントローラ14Aに対して電子膨張弁23Aの開度を所定量だけ増大させる指示を与えることにより、該ショーケースコントローラ14Aが電子膨張弁23Aの開度を所定量だけ増大させる。またその他のショーケース12B,…,12Nのショーケースコントローラ14B,…,14Nに対して電子膨張弁23B,…,23Nの開度を所定量だけ低減させる指示を与えることにより、該ショーケースコントローラ14B,…,14Nが電子膨張弁23B,…,23Nの開度を所定量だけ低減させる。
【0037】
そして、予告警報対応処理部33は、予め設定された所定時間(例えば10分間程度)が経過するまでに、運転データ取得部32を通じて新たに取得した該当ショーケース12Aの庫内温度が予め設定された目標温度以下であるか否かを判断する(ステップS103,ステップS104)。
【0038】
所定時間が経過するまでに該当ショーケース12Aの庫内温度が目標温度以下となる場合(ステップS103:Yes,ステップS104:No)、予告警報対応処理部33は、該当ショーケース12Aのショーケースコントローラ14A、並びにその他のショーケース12B,…,12Nのショーケースコントローラ14B,…,14Nに対して電子膨張弁23A等の開度を元に戻す指示を与えることにより、各ショーケースコントローラ14A等を通じて電子膨張弁23A等の開度を元に戻し(ステップS105)、その後に手順をリターンさせて今回の処理を終了する。
【0039】
これによれば、店舗内環境等により一部のショーケース12Aの庫内温度が上昇して予告高温警報が発せられても、当該ショーケース12Aに対する冷媒の流量を一時的に増大させることにより、庫内温度を低下させることができ、予告高温警報の発出を停止させることができる。
【0040】
上記ステップS103及びステップS104において、該当ショーケース12Aの庫内温度が目標温度以下とならずに所定時間が経過した場合(ステップS103:No,ステップS104:Yes)、予告警報対応処理部33は、ステップS102の処理、すなわち該当ショーケース12Aの電子膨張弁23Aの開度の増大、並びにその他のショーケース12B,…,12Nの電子膨張弁23B,…,23Nの開度の低減が所定回数(例えば2回程度)以上行われたか否かを判断する(ステップS106)。
【0041】
開度の増大及び低減が所定回数行われていない場合(ステップS106:No)、予告警報対応処理部33は、ステップS102以降の処理を繰り返す。
【0042】
一方、開度の増大及び低減が所定回数以上行われている場合(ステップS106:Yes)、予告警報対応処理部33は、運転データ取得部32を通じて新たに取得した該当ショーケース12Aの庫内温度が予告高温警報温度以上であるか否かを判断する(ステップS107)。
【0043】
該当ショーケース12Aの庫内温度が予告高温警報温度以上である場合(ステップS107:Yes)、予告警報対応処理部33は、該当ショーケース12Aのショーケースコントローラ14Aに対して送風ファン15Aの回転数を最大にする指示を与えることにより、該ショーケースコントローラ14Aを通じて送風ファン15Aの回転数を最大にする(ステップS108)。
【0044】
そして、予告警報対応処理部33は、運転データ取得部32を通じて新たに取得した該当ショーケース12Aの庫内温度が予告高温警報温度未満であるか否か、あるいは、送風ファン15Aの回転数を最大にしてからの経過時間が予め設定された設定時間(例えば3分間)を経過したか否かを判断する(ステップS109)。
【0045】
運転データ取得部32を通じて新たに取得した該当ショーケース12Aの庫内温度が予告高温警報温度未満でない場合、あるいは、送風ファン15Aの回転数を最大にしてからの経過時間が設定時間を経過していない場合(ステップS109:No)、予告警報対応処理部33は、ステップS108の処理を繰り返す。
【0046】
一方、運転データ取得部32を通じて新たに取得した該当ショーケース12Aの庫内温度が予告高温警報温度未満である場合、あるいは、送風ファン15Aの回転数を最大にしてからの経過時間が設定時間を経過した場合(ステップS109:Yes)、予告警報対応処理部33は、該当ショーケース12Aのショーケースコントローラ14Aに対して送風ファン15Aの回転数を元に戻す指示を与えることにより、該ショーケースコントローラ14Aを通じて送風ファン15Aの回転数を元に戻す(ステップS110)。
【0047】
その後、予告警報対応処理部33は、運転データ取得部32を通じて新たに取得した該当ショーケース12Aの庫内温度が目標温度以下であるか否かを判断する(ステップS111)。
【0048】
ところで、上記ステップS107において、該当ショーケース12Aの庫内温度が予告高温警報温度未満である場合(ステップS107:No)には、予告警報対応処理部33は、上述したステップS108~ステップS110の処理を実施することなく、ステップS111の処理を実施する。
【0049】
かかるステップS111において、運転データ取得部32を通じて新たに取得した該当ショーケース12Aの庫内温度が目標温度以下である場合(ステップS111:Yes)、予告警報対応処理部33は、上述したステップS105の処理を実施し、その後に手順をリターンさせて今回の処理を終了する。
【0050】
これによれば、店舗内環境等により一部のショーケース12の庫内温度が上昇して予告高温警報が発せられても、該当ショーケース12Aに対する冷媒の流量を一時的に増大させるとともに、必要に応じて送風ファン15Aの回転数を最大にすることにより、庫内温度を低下させることができ、予告高温警報の発出を停止させることができる。
【0051】
上記ステップS111において、運転データ取得部32を通じて新たに取得した該当ショーケース12Aの庫内温度が目標温度を超える場合(ステップS111:No)、予告警報対応処理部33は、上述したステップS105の処理を実施することなく、手順をリターンさせて今回の処理を終了する。
【0052】
この場合、該当ショーケース12Aについては、店舗内環境によるものではなく、故障発生等の固有の問題が生じているおそれがあり、その後にショーケースコントローラ14Aから高温警報が発せられることにより、作業者によりメンテナンス作業が行われることになる。
【0053】
以上説明したように、本発明の実施の形態である冷却システム10によれば、管理制御部30が、いずれかのショーケースコントローラ14Aから予告高温警報が発せられた場合に、該ショーケースコントローラ14Aを通じて電子膨張弁23Aの開度を増大させるとともに、その他のショーケース12B,…,12Nのショーケースコントローラ14B,…,14Nを通じて電子膨張弁23B,…,23Nの開度を低減させるので、該当ショーケース12Aに対する冷媒の流量を一時的に増大させることにより予告高温警報の発出を停止させることができ、各ショーケース12A等の収納室13A等を良好に冷却することができる。
【0054】
上記冷却システム10によれば、管理制御部30が、該当ショーケース12Aのショーケースコントローラ14Aを通じて電子膨張弁23Aの開度の増大を所定回数行ってもその庫内温度が予告高温警報温度以上である場合、送風ファン15Aの回転数を最大にさせるので、庫内温度を低下させることができる。
【0055】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
【0056】
上述した実施の形態では、予告高温警報対応処理において、該当ショーケース12Aの電子膨張弁23Aの開度を増大させつつ、その他のショーケース12B,…,12Nの電子膨張弁23B,…,23Nの開度を低減させていたが、本発明においては、該当ショーケースの電子膨張弁の開度を増大させることができれば、その他のショーケースの電子膨張弁については必ずしも開度を低減させなくてもよい。
【0057】
上述した実施の形態では、要冷設備の一例としてショーケース12Aを例示したが、本発明においては、ショーケース以外の機器を要冷設備としてもよい。
【0058】
上述した実施の形態で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置及び構成要素の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を各種の使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。
【符号の説明】
【0059】
10…冷却システム、11…冷凍機、12A,12B,…,12N…ショーケース、13A,13B,…,13N…収納室、14A,14B,…,14N…ショーケースコントローラ、15A,15B,…,15N…送風ファン、21…圧縮機、22…凝縮器、23A,23B,…,23N…電子膨張弁、24A,24B,…,24N…蒸発器、25…冷媒管路、30…管理制御部、31…冷凍機制御処理部、32…運転データ取得部、33…予告警報対応処理部、40…記憶部。