JP2016169904A - 運転条件管理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷凍システムの初期異常を事前に判定することができ、冷凍システムの初期異常による運転異常を未然に防ぐことのできる運転条件管理装置を提供する。
【解決手段】冷凍システムの運転動作時に用いられるショーケース４０および冷凍機１０の初期設定条件を記憶する記憶部５４と、記憶部５４に格納されたショーケース４０および冷凍機１０の初期設定条件に基づいて、冷凍システムを制御する統合管理部５３と、を備え、統合管理部５３は、ショーケース４０および冷凍機１０の初期設定条件が正しく設定されているか否かを判定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、運転条件管理装置に係り、特に、冷凍機およびショーケースなどの冷却装置を備えた冷凍システムの初期設定条件を管理する運転条件管理装置に関するものである。

従来から、例えば、スーパーマーケットなどの大型店舗においては、多くの冷凍ショーケースや冷蔵ショーケースが設置され、これらのショーケースを複数の冷凍機で運転する冷凍システムが多く用いられている。
このような冷凍システムにおいては、複数の冷凍機およびショーケースを集中管理する専用の統合コントローラを設け、有線または無線により各冷凍機およびショーケースの各コントローラと統合コントローラとを接続し、統合コントローラによって冷凍機やショーケースの運転設定条件や運転状態データの収集、機器の制御を行うものが知られている。

このようなシステムにおいて、例えば、機器に異常が発生した場合に、従来、情報処理装置、センターサーバ、携帯端末を、ネットワークを介して相互に通信可能とし、警報発生した場合に、予め各警報の内容毎に対応して設定／登録されているメール区分などの各種設定データを用いて電子メールを自動作成し、センターサーバに警報発生した旨を電子メールで通知するようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２００１−３０７２５０号公報

しかしながら、前記従来の技術においては、警報が発生した場合に、その旨を管理センターに電子メールにより通知することができるものであるが、そもそも冷凍機やショーケースを店舗に設置する際には、各機器の冷媒配管による接続状態、あるいはショーケースの温度設定などに関する主な初期設定は、各機種に対して単一的に設定される初期値を初期設定値として設定するようにしており、主にこれらの初期設定は現場の設置担当者に一任されていた。
そのため、設置施工時の作業ミスで、同じ冷媒回路内に使用冷媒が異なる機器が接続されていたり、必要な機器が接続されていないなど、正常でない冷凍システムを構築した場合に、その冷凍システムの初期異常を自動で検知することが困難であり、冷凍システムの運転異常や機器の故障などの障害が生じる可能性があった。
本発明は、前記した点に鑑みてなされたものであり、冷凍システムの初期異常を事前に判定することができ、冷凍システムの初期異常による運転異常を未然に防ぐことのできる運転条件管理装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明の運転条件管理装置は、冷凍システムを構成する冷却装置および冷凍機の運転設定条件を管理する運転条件管理装置において、前記冷凍システムの運転動作時に用いられる前記冷却装置および前記冷凍機の初期設定条件を記憶する記憶部と、前記記憶部に格納された前記冷却装置および前記冷凍機の初期設定条件に基づいて、前記冷凍システムを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記冷凍装置および前記冷凍機の初期設定条件が正しく設定されているか否かを判定することを特徴とする。

また、前記構成において、前記制御部は、前記初期設定条件が正しくないと判定した場合に、前記初期設定条件を正しい条件に再設定して前記記憶部に記憶させることを特徴とする。

また、前記構成において、前記制御部は、前記初期設定条件が正しくないと判定した場合に、その旨を報知する報知手段を備えていることを特徴とする。

また、前記構成において、前記初期設定条件は、前記冷却装置および前記冷凍機の冷媒配管による接続登録条件であることを特徴とする。

また、前記構成において、前記初期設定条件は、前記冷却装置の設定温度に対する前記冷凍機の圧力設定条件であることを特徴とする。

本発明によれば、制御部により、冷凍装置および冷凍機の初期設定条件が正しく設定されているか否かを判定するようにしているので、冷凍システムの冷媒配管による接続状態、ショーケースの温度設定などの誤りを事前に判定することができ、冷媒配管の接続ミス、温度設定ミスなどによる運転異常を未然に防ぐことができる。その結果、設置担当者の熟練度にかかわらず、適正な初期設定が可能となる。

本発明の運転条件管理装置を適用した冷凍システムの実施形態を示す冷凍サイクル図である。 本実施形態の運転条件管理装置の制御構成を示すブロック図である。 本実施形態の運転条件管理装置の動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る運転条件管理装置が適用される冷凍システムの実施形態を示す冷凍サイクルの回路図である。なお、本発明が適用される冷凍システムとしては、これに限定されるものではなく、種々の冷凍システムが適用可能である。

図１に示すように、冷凍システムは、例えば、コンビニエンスストアやスーパーマーケットなどの施設に設置される冷凍機１０と、冷蔵・冷凍商品を陳列して冷却する冷却装置としてのショーケース４０とを備えている。なお、本実施形態においては、冷媒として二酸化炭素冷媒を用いているが、これに限定されるものではなく、種々の冷媒を用いることができる。

また、冷凍機１０は、２段で圧縮動作される圧縮機１１を備えている。圧縮機１１には、冷凍用熱交換器１２が冷媒配管１３を介して接続されており、冷凍用熱交換器１２は、ガスクーラ１４と、インタクーラ１５と、送風ファン１６とから構成されている。

圧縮機１１には、それぞれ１段目の圧縮機構における第１吸入口２０および第１吐出口２１が設けられており、２段目の圧縮機構における第２吸入口２２および第２吐出口２３が設けられている。
圧縮機１１の第１吸入口２０は、冷却装置から送られる冷媒を吸入し、１段目の圧縮機構により、中間圧力に圧縮して第１吐出口２１から吐出するように構成されている。また、圧縮機１１の第１吐出口２１は、それぞれ冷媒配管１３を介してインタクーラ１５の入口側に接続されており、インタクーラ１５の出口側は、それぞれ冷媒配管１３を介して圧縮機１１の第２吸入口２２に接続されている。

圧縮機１１の第２吐出口２３は、それぞれ冷媒配管１３を介してオイルセパレータ２４に接続されており、オイルセパレータ２４は、冷媒配管１３を介してガスクーラ１４に接続されている。オイルセパレータは、冷媒中のオイルを分離するものであり、オイルセパレータ２４は、オイル管２５を介して圧縮機１１の中間段にそれぞれ接続されている。

そして、圧縮機１１の第１吐出口２１から吐出された冷媒は、冷媒配管１３を介してインタクーラ１５に流入し、インタクーラ１５において、送風ファン１６を動作させることにより外気と熱交換して冷却され、圧縮機１１の第２吸入口２２に戻されるように構成されている。そして、圧縮機１１で２段目の圧縮機構により、必要な圧力に圧縮して第２吐出口２３から吐出され、オイルセパレータ２４を介してガスクーラ１４に送られるように構成されている。
オイルセパレータ２４は、冷媒中のオイルを分離し、この分離したオイルは、オイル管２５を介して圧縮機１１にそれぞれ戻されるように構成されている。オイル管２５の中途部には、三方弁からなるオイルサービスバルブ２６が設けられている。さらに、圧縮機１１の第２吐出口２３に接続される冷媒配管１３の中途部には、逆止弁２７が設けられている。

また、ガスクーラ１４は、圧縮機１１から送られた冷媒を送風ファン１６を動作させることにより外気と熱交換させて冷却するものであるが、二酸化炭素冷媒は、凝縮しないので、超臨界状態で高圧の気体のまま送られるようになっている。
また、ガスクーラ１４には、冷媒配管１３を介して中間冷却器２８が接続されており、この冷媒配管１３の中途部には、ガスクーラ１４から送られる冷媒を減圧するための減圧電動弁２９が設けられている。
中間冷却器２８の出口側の冷媒配管１３には、ショーケース４０の蒸発器に冷媒を送るための出口サービスバルブ３０が接続されている。一方、圧縮機１１の第１吸入口２０に接続される冷媒配管１３には、ショーケース４０の蒸発器からの冷媒が戻るための入口サービスバルブ３１が接続されている。
また、中間冷却器２８には、ガス戻し電動弁３２および液戻し電動弁３３を介して冷媒戻し配管３４が接続されており、冷媒戻し配管３４は、インタクーラ１５の出口側に接続されている。

また、出口サービスバルブ３０には、複数のショーケース４０の蒸発器４１がそれぞれ膨張弁４２を介して接続されており、蒸発器４１により冷媒配管１３から送られる冷媒と庫内の空気とを熱交換させ、各ショーケース４０の庫内の冷却を行うように構成されている。蒸発器４１の出口側は、入口サービスバルブ３１に接続されている。

次に、本実施形態の制御構成について説明する。
図２は、本実施形態における制御構成を示すブロック図である。
図２に示すように、本実施形態においては、運転条件管理装置としての統合コントローラ５０を備えており、統合コントローラ５０は、複数の冷凍システムを制御するように構成されている。
また、冷凍機１０には、この冷凍機１０の制御を行う冷凍機コントローラ５１が搭載されており、各ショーケース４０には、ショーケース４０の制御を行うショーケースコントローラ５２が搭載されている。

統合コントローラ５０は、冷凍機コントローラ５１およびショーケースコントローラ５２を介して冷凍機１０およびショーケース４０の各種制御やデータ管理を統合して行う制御部としての統合管理部５３を備えている。統合コントローラ５０は、冷凍機１０およびショーケース４０の運転設定条件および運転状態に関するデータを記憶する記憶部５４を備えている。

統合コントローラ５０は、冷凍機通信部５５、ショーケース通信部５６および電力計通信部５７をそれぞれ備えている。冷凍機通信部５５は、冷凍機コントローラ５１と接続されており、冷凍機コントローラ５１による運転設定条件および運転状態に関するデータが冷凍機通信部５５を介して統合コントローラ５０に常時送られるようになっている。
冷凍機コントローラ５１による運転設定条件や運転に関するデータとしては、例えば、圧縮機１１の運転周波数、ファンモータの出力状態、圧縮機１１の入口側あるいは出口側などにおける冷媒の圧力値、ガスクーラ１４などにおける冷媒の温度などがある。

また、ショーケース通信部５６は、ショーケースコントローラ５２と接続されており、ショーケースコントローラ５２による運転設定条件および運転状態に関するデータがショーケース通信部５６を介して統合コントローラ５０に常時送られるようになっている。
ショーケースコントローラ５２による運転設定条件や運転に関するデータとしては、例えば、蒸発器の入口温度、出口温度、庫内温度、運転モード、ファンモータの出力状態などがある。
さらに、電力計通信部５７は電力計５８に接続されており、電力計５８により計測される使用電力に関するデータが電力計通信部５７を介して統合コントローラ５０に常時送られるようになっている。

また、統合コントローラ５０は、運転状態が異常になった場合などに警告を行う警報部５９を備えており、統合コントローラ５０は、例えば、運転設定条件の入力や表示、警報部５９による警報の表示などを行う通知手段としての表示装置６０を備えている。さらに、統合コントローラ５０は、例えば、無線パケット通信手段などにより、監視センター６１に設置された監視システム（図示せず）と通信するための遠隔通信部６２を備えている。
そして、遠隔通信部６２は、監視センター６１との間で、例えば、冷凍システムの運転状態や運転設定条件の履歴などの定期通信、警報やソフトウェアアップデートなどの臨時通信を行うように構成されている。

統合管理部５３は、各冷凍機１０の冷凍機コントローラ５１およびショーケース４０のショーケースコントローラ５２から送られるデータに基づいて、初期条件判定処理を行うように構成されている。
初期条件判定処理としては、例えば、冷媒配管グループ構成確認判定、庫内設定温度判定を行う。この初期設定条件は、冷凍システムの設置業者が、表示装置６０を介して入力して設定するものであり、例えば、冷凍システムを構成する装置の種別および冷媒配管による接続状態、使用する冷媒種類、ショーケース４０の庫内設定温度などがある。

より具体的には、設定状態判定処理の冷媒配管グループ構成確認判定は、例えば、１つの冷媒配管回路内に１台の冷凍機１０が登録されているか否か、１つの冷媒配管回路内の冷凍機１０に対してショーケース４０が１台以上登録されているか否か、１つの冷媒配管回路内における冷凍機１０の使用冷媒とショーケース４０の対応冷媒が一致しているか否かなどを判定する。
また、庫内設定温度判定は、例えば、１つの冷媒配管回路内のショーケース４０の設定温度と冷凍機１０の圧力設定値が適切か否かなどを判定する。

次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態においては、まず、圧縮機１１を動作させることにより、圧縮機１１の第１吸入口２０からショーケース４０から送られる冷媒を吸入し、この冷媒は、１段目の圧縮機構により、中間圧力に圧縮されて第１吐出口２１から吐出される。
また、圧縮機１１の第１吐出口２１から吐出された冷媒は、冷媒配管１３を介してインタクーラ１５に流入し、このインタクーラ１５で送風ファン１６により外気と熱交換して冷却され、圧縮機１１の第２吸入口２２に戻される。

インタクーラ１５から戻された冷媒は、圧縮機１１で２段目の圧縮機構により必要な圧力に圧縮して第２吐出口２３から吐出され、オイルセパレータ２４を介してガスクーラ１４に送られる。圧縮機１１から送られた冷媒は、ガスクーラ１４で送風ファン１６により外気と熱交換させて冷却して高圧冷媒として中間冷却器２８に送られる。
この冷媒は、中間冷却器２８で冷却された冷媒は、出口サービスバルブ３０を介してショーケース４０の蒸発器４１に送られ、この蒸発器４１において、庫内空気と熱交換して、庫内の冷却が行われる。蒸発器４１で熱交換した後の冷媒は、入口サービスバルブ３１および冷媒配管１３を介して圧縮機１１に戻される。

次に、本実施形態における制御動作について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、統合管理部５３は、最初に冷媒配管グループ構成確認判定を行い（ＳＴ１）、統合管理部５３は、１つの冷媒配管回路内に１台の冷凍機１０が登録されているか否かを判定する（ＳＴ１）。
そして、１つの冷媒配管回路内に１台の冷凍機１０が登録されている場合には（ＳＴ１：ＹＥＳ）、統合管理部５３は、１つの冷媒配管回路内の冷凍機１０に対してショーケース４０が１台以上登録されているか否か判定する（ＳＴ２）。
そして、１つの冷媒配管回路内の冷凍機１０に対してショーケース４０が１台以上登録されている場合には（ＳＴ２：ＹＥＳ）、統合管理部５３は、１つの冷媒配管回路内における冷凍機１０の使用冷媒とショーケース４０の対応冷媒が一致しているか否かを判定する（ＳＴ３）。

これらの判定において、１つの冷媒配管回路内に１台の冷凍機１０が登録されていない場合（ＳＴ１：ＮＯ）、１つの冷媒配管回路内の冷凍機１０に対してショーケース４０が１台以上登録されていない場合（ＳＴ２：ＮＯ）、１つの冷媒配管回路内における冷凍機１０の使用冷媒とショーケース４０の対応冷媒が一致していない場合（ＳＴ３：ＮＯ）には、統合管理部５３は、警報部５９を介して表示装置６０により、冷凍システムの異常およびその異常の内容を通知する（ＳＴ５）。

一方、１つの冷媒配管回路内における冷凍機１０の使用冷媒とショーケース４０の対応冷媒が一致している場合には（ＳＴ３：ＹＥＳ）、統合管理部５３は、１つの冷媒配管回路内のショーケース４０の設定温度と冷凍機１０の圧力設定値が適切か否かを判定する（ＳＴ４）。
そして、１つの冷媒配管回路内のショーケース４０の設定温度と冷凍機１０の圧力設定値が適切な場合には（ＳＴ４：ＹＥＳ）、初期条件判定処理は終了する。

また、１つの冷媒配管回路内のショーケース４０の設定温度と冷凍機１０の圧力設定値が適切でない場合には（ＳＴ４：ＮＯ）、統合管理部５３は、冷凍機の使用冷媒とショーケースの設定温度の最低値に基づいて最適な設定温度および圧力設定値を算出して再設定する（ＳＴ６）。
そして、初期設定条件の設定値に異常があり、自動修正した旨を警報部５９を介して表示装置６０により通知する（ＳＴ７）。この場合に、統合管理部５３は、再設定された初期設定条件を記憶部５４に記憶させる。

以上説明したように、本実施形態によれば、統合管理部５３により、冷凍機１０およびショーケース４０の初期設定条件が正しく設定されているか否かを判定し、初期設定条件が適性でない場合には、その旨通知するとともに、適正な初期設定条件を再設定するようにしているので、冷凍システムの冷媒配管による接続状態、ショーケースの温度設定などの誤りを事前に判定することができ、冷媒配管の接続ミス、温度設定ミスなどによる運転異常を未然に防ぐことができる。その結果、設置担当者の熟練度にかかわらず、適正な初期設定が可能となる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変更が可能である。
前記実施形態においては、初期設定条件を判定する処理として、系統システムの冷媒配管による接続状態、使用する冷媒種類、ショーケース４０の庫内設定温度などを判定するようにしているが、この他、例えば、警報を発する設定が適性であるかを判定する警報設定判定処理、霜取グループの装置が適性であるかを判定する霜取グループ判定処理などを行うようにしてもよい。

１０ 冷凍機
１１ 圧縮機
１２ 冷凍用熱交換器
１３ 冷媒配管
１４ ガスクーラ
１５ インタクーラ
１６ 送風ファン
２０ 第１吸入口
２１ 第１吐出口
２２ 第２吸入口
２３ 第２吐出口
２４ オイルセパレータ
２５ オイル管
２６ オイルサービスバルブ
２８ 中間冷却器
３０ 出口サービスバルブ
３１ 入口サービスバルブ
３４ 冷媒戻り配管
４０ ショーケース
４１ 蒸発器
４２ 膨張弁
５０ 統合コントローラ
５１ 冷凍機コントローラ
５２ ショーケースコントローラ
５３ 統合管理部
５４ 記憶部
５５ 冷凍機通信部
５６ ショーケース通信部
５９ 警報部
６０ 表示装置

Claims (5)

1. 冷凍システムを構成する冷却装置および冷凍機の運転設定条件を管理する運転条件管理装置において、
   前記冷凍システムの運転動作時に用いられる前記冷却装置および前記冷凍機の初期設定条件を記憶する記憶部と、
   前記記憶部に格納された前記冷却装置および前記冷凍機の初期設定条件に基づいて、前記冷凍システムを制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記冷凍装置および前記冷凍機の初期設定条件が正しく設定されているか否かを判定することを特徴とする運転条件管理装置。
2. 前記制御部は、前記初期設定条件が正しくないと判定した場合に、前記初期設定条件を正しい条件に再設定して前記記憶部に記憶させることを特徴とする請求項１に記載の運転条件管理装置。
3. 前記制御部は、前記初期設定条件が正しくないと判定した場合に、その旨を通知する通知手段を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の運転条件管理装置。
4. 前記初期設定条件は、前記冷却装置および前記冷凍機の冷媒配管による接続登録条件であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の運転条件管理装置。
5. 前記初期設定条件は、前記冷却装置の設定温度に対する前記冷凍機の圧力設定条件であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の運転条件管理装置。

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