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【発明の名称】 オープンショーケース
【発明者】 【氏名】堀 元人

【氏名】吉村 弘幸

【要約】 【課題】各センサ信号を処理して、蒸発器の着霜、凝縮器の熱交換性能低下、冷媒ガスが漏れ、ハニカム部ゴミ付着を検出し、冷却系の予防保全ができるオープンショーケースを提供する。

【解決手段】各センサの信号の変化率あるいはその大きさを予め定められた閾値と比較して異常の発生要因を切分ける異常監視・制御装置3は、吐出側圧力信号の変化率から凝縮/蒸発器切分手段31と、この切分手段31が凝縮器23側のとき凝縮器性能低下検出手段32と、切分手段31が蒸発器21側のときハニカム/蒸発器切分手段33と、この切分手段33がハニカム側のときハニカム目詰検出手段34と、この切分手段33が蒸発器21側のとき蒸発器着霜検出手段35と、冷媒ガス漏れ検出手段36と、を備える。
【特許請求の範囲】
【請求項1】圧縮機と凝縮器と蒸発器とを接続して循環系を構成し蒸発器で冷媒を蒸発して冷却を行う冷凍機と、この冷凍機の蒸発器を本体内に収納し蒸発器からの冷気を吹き出し口から吸い込み口へ循環し本体開口部にエアーカーテンを形成して庫内を冷却する冷却手段と、を備え、庫内を冷却する冷却系を構成するオープンショーケースにおいて、この冷却系の異常を検出し予防保全を行う異常監視・制御装置は、冷凍機の圧縮機の吐出(高圧)側の圧力または温度を測定するセンサと、オープンショーケース本体の温調温度センサと、庫内温度センサと、を備え、吐出(高圧)側の圧力または温度センサ信号の変化率から凝縮器と蒸発器・他側の異常判定を切分ける凝縮/蒸発器切分手段と、この凝縮/蒸発器切分手段が凝縮器側のとき,凝縮器の熱交換性能低下を検出する凝縮器性能低下検出手段と、凝縮/蒸発器切分手段が蒸発器・他側のとき,温調温度センサ信号の変化率からエアーカーテンの吹き出し口のハニカム目詰まりと蒸発器・他側の異常判定を切分けるハニカム/蒸発器切分手段と、このハニカム/蒸発器切分手段がハニカム側のとき,ハニカム目詰まりを検出するハニカム目詰検出手段と、ハニカム/蒸発器切分手段が蒸発器・他側のとき,庫内温度センサ信号の変化率から蒸発器の着霜異常を検出する蒸発器着霜検出手段と、庫内温度センサ信号から冷媒ガス漏れ異常を検出する冷媒ガス漏れ検出手段と、を備える、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項2】圧縮機と凝縮器と蒸発器とを接続して循環系を構成し蒸発器で冷媒を蒸発して冷却を行う冷凍機と、この冷凍機の蒸発器を本体内に収納し蒸発器からの冷気を吹き出し口から吸い込み口へ循環し本体開口部にエアーカーテンを形成して庫内を冷却する冷却手段と、を備え、庫内を冷却する冷却系を構成するオープンショーケースにおいて、この冷却系の異常を検出し予防保全を行う異常監視・制御装置は、冷凍機の圧縮機の吐出(高圧)側の圧力または温度を測定するセンサを備え、吐出(高圧)側の圧力または温度センサ信号の変化率から凝縮器と蒸発器・他側の異常判定を切分ける凝縮/蒸発器切分手段と、この凝縮/蒸発器切分手段が凝縮器側のとき,凝縮器の熱交換性能低下を検出する凝縮器性能低下検出手段と、凝縮/蒸発器切分手段が蒸発器・他側のとき,吐出(高圧)側の圧力または温度センサ信号の変化率を第2の閾値と比較して冷媒漏れと蒸発器・他側の異常判定を切分ける冷媒漏れ/蒸発器切分手段と、この冷媒漏れ/蒸発器切分手段が冷媒漏れのとき,冷媒漏れを検出し、冷媒漏れ/蒸発器切分手段が蒸発器側のとき,吐出(高圧)側の圧力または温度センサ信号の変化率から蒸発器の着霜異常を検出する蒸発器着霜検出手段と、を備える、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項3】圧縮機と凝縮器と蒸発器とを接続して循環系を構成し蒸発器で冷媒を蒸発して冷却を行う冷凍機と、この冷凍機の蒸発器を本体内に収納し蒸発器からの冷気を吹き出し口から吸い込み口へ循環し本体開口部にエアーカーテンを形成して庫内を冷却する冷却手段と、を備え、庫内を冷却する冷却系を構成するオープンショーケースにおいて、この冷却系の異常を検出し予防保全を行う異常監視・制御装置は、冷凍機の圧縮機の吐出(高圧)側の温度を測定する温度センサと、吸込(低圧)側の温度を測定する温度センサと、オープンショーケース本体の温調温度センサと、庫内温度センサと、を備え、吸込(低圧)側の温度センサ信号の変化率から蒸発器と凝縮器・他側の異常判定を切分ける蒸発/凝縮器切分手段と、この蒸発/凝縮器切分手段が蒸発器側のとき,吸込(低圧)側の温度センサ信号の変化率と吐出(高圧)側の温度センサ信号の変化率から蒸発器の着霜異常を検出する蒸発器着霜検出手段と、蒸発/凝縮器切分手段が凝縮器・他側のとき,吐出(高圧)側の温度センサ信号の変化率から凝縮器の熱交換性能低下と冷媒ガス漏れの異常判定を切分ける凝縮/冷媒漏れ切分手段と、を備える、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項4】圧縮機と凝縮器と蒸発器とを接続して循環系を構成し蒸発器で冷媒を蒸発して冷却を行う冷凍機と、この冷凍機の蒸発器を本体内に収納し蒸発4 からの冷気を吹き出し口から吸い込み口へ循環し本体開口部にエアーカーテンを形成して庫内を冷却する冷却手段と、を備え、庫内を冷却する冷却系を構成するオープンショーケースにおいて、この冷却系の異常を検出し予防保全を行う異常監視・制御装置は、冷凍機設置時の基礎データおよび設置翌日以降のデータを採取し、冷凍機の圧縮機の吐出(高圧)側の圧力を測定する圧力センサと、オープンショーケース本体の温調温度センサと、庫内温度センサと、を備え、吐出(高圧)側の圧力センサ信号の変化率から凝縮器と蒸発器・他側の異常判定を切分ける凝縮/蒸発器切分手段と、この凝縮/蒸発器切分手段が凝縮器側のとき,凝縮器の熱交換性能低下を検出する凝縮器性能低下検出手段と、凝縮/蒸発器切分手段が蒸発器・他側のとき,除霜後の温調温度が予め定められた温度まで降下するに要する時間データを1日分採取しこの時間データの最大偏差ΔTを予め定められた係数で補正された基礎データと比較して冷媒ガス漏れと蒸発器・他側の異常判定を切分ける冷媒漏れ/蒸発器切分手段と、この冷媒漏れ/蒸発器切分手段が冷媒ガス漏れ側を連続して規定回数検出したとき冷媒ガス漏れを検出する冷媒ガス漏れ検出手段と、冷媒漏れ/蒸発器切分手段が蒸発器・他側のとき,除霜後の庫内温度が予め定められた温度まで降下するに要する時間データを1日分採取しこの時間データの最大偏差ΔT'を予め定められた係数で補正された基礎データと比較してハニカムと蒸発器側の異常判定を切分けるハニカム/蒸発器切分手段と、このハニカム側が規定回数連続したときハニカム目詰まりを検出するハニカム目詰検出手段と、庫内温度の変化率と予め定められた係数で補正された基礎データとを比較して着霜異常を検出する蒸発器着霜検出手段と、を備える、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項5】請求項1に記載のオープンショーケースにおいて、外気温度センサを備え、ハニカム/蒸発器切分手段が蒸発器・他側のとき,庫内温度センサ信号の変化率を外気温度センサ信号の変化率の値から庫内温度センサ信号の変化率を補正して蒸発器の着霜異常を検出する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項6】請求項1に記載のオープンショーケースにおいて、凝縮/蒸発器切分手段は、吐出(高圧)側の圧力または温度センサ信号の単位時間当たりの信号変化率を演算する変化率演算手段と、この変化率と予め定められた閾値Aとを比較する比較手段と、を備え、変化率が閾値A以上のとき凝縮器側を選択し、変化率が閾値Aより小なるとき、蒸発器・他側を選択する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項7】請求項1または請求項6に記載のオープンショーケースにおいて、凝縮器性能低下検出手段は、吐出(高圧)側の圧力または温度センサ信号と予め定められた閾値Gとを比較する比較手段と、吐出(高圧)側の圧力または温度センサ信号の単位時間当たりの信号変化率と予め定められた閾値Hとを比較する比較手段と、を備え、両比較手段が閾値G,H以上のとき、凝縮器の熱交換性能低下を検出する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項8】請求項1、請求項6または請求項7のいずれかの項に記載のオープンショーケースにおいて、ハニカム/蒸発器切分手段は、温調温度センサ信号の単位時間当たりの信号変化率を演算する変化率演算手段と、この変化率と予め定められた閾値Cとを比較する比較手段と、を備え、変化率が閾値Cより小なるとき、ハニカム目詰まり側を選択し、変化率が閾値C以上のとき蒸発器・他側を選択する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項9】請求項1または請求項6ないし請求項8のいずれかの項に記載のオープンショーケースにおいて、ハニカム目詰まり検出手段は、庫内温度センサ信号と予め定められた閾値Eとを比較する比較手段と、を備え、庫内温度が閾値E以上のとき、エアーカーテンの吹き出し口のハニカム目詰まりを検出する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項10】請求項1または請求項6ないし請求項9のいずれかの項に記載のオープンショーケースにおいて、蒸発器着霜検出手段は、庫内温度センサ信号の変化率と、予め定められた閾値Dとを比較する比較手段と、を備え、変化率が閾値D以上のとき、蒸発器の着霜異常を検出する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項11】請求項1または請求項6ないし請求項10のいずれかの項に記載のオープンショーケースにおいて、蒸発器着霜検出手段は、外気温度センサ信号の単位時間当たりの信号変化率を演算する変化率演算手段と、この変化率によって庫内温度センサ信号の変化率を補正する補正演算手段と、この補正値と予め定められた閾値Dとを比較する比較手段と、を備え、補正値が閾値D以上のとき、蒸発器の着霜異常を検出する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項12】請求項11の項に記載のオープンショーケースにおいて、蒸発器着霜検出手段は、外気温度センサ信号の変化率によって庫内温度センサ信号の変化率を補正する補正データベースを備える、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項13】請求項1または請求項6ないし請求項12のいずれかの項に記載のオープンショーケースにおいて、冷媒ガス漏れ検出手段は、庫内温度センサ信号と予め定められた閾値Fとを比較する比較手段と、を備え、庫内温度が閾値F以上のとき、冷媒ガス漏れを検出する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項14】請求項2に記載のオープンショーケースにおいて、1日単位で除霜後の吐出(高圧)側の圧力または温度センサの信号を入力し、凝縮/蒸発器切分手段は、この吐出(高圧)側の圧力または温度センサ信号の単位時間当たりの信号変化率(長期間)を演算する変化率演算手段と、この変化率と予め定められた閾値Hとを比較する比較手段と、を備え、変化率が閾値H以上のとき凝縮器側を選択し、変化率が閾値Hより小なるとき、蒸発器・他側を選択する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項15】請求項2または請求項14に記載のオープンショーケースにおいて、凝縮器性能低下検出手段は、吐出(高圧)側の圧力または温度センサ信号と予め定められた閾値Gとを比較する比較手段と、を備え、比較手段が閾値G以上のとき、凝縮器の熱交換性能低下を検出する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項16】請求項2、請求項14または請求項15のいずれかの項に記載のオープンショーケースにおいて、冷媒ガス漏れ検出手段は、吐出(高圧)側の圧力または温度センサ信号の変化率(長期間)が予め定められた閾値Jとを比較する比較手段と、を備え、この変化率(長期間)が閾値Jより小のとき、冷媒ガス漏れを検出する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項17】請求項2または請求項14ないし請求項16のいずれかの項に記載のオープンショーケースにおいて、蒸発器着霜検出手段は、除霜と除霜との間隔で吐出(高圧)側の圧力または温度センサの信号を入力し、吐出(高圧)側の圧力または温度センサ信号の単位時間当たりの変化率(短期間)と予め定められた閾値Kとを比較する比較手段と、を備え、変化率が閾値Kより小のとき、蒸発器の着霜異常を検出する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項18】請求項3に記載のオープンショーケースにおいて、1日単位で除霜後の吐出(高圧)側の温度センサの信号および吸込(低圧)側の温度センサの信号を入力し、凝縮/蒸発器切分手段は、吸込(低圧)側の温度センサ信号の単位時間当たりの信号変化率(長期間)を演算する変化率演算手段と、この変化率と予め定められた閾値Aとを比較する比較手段と、を備え、変化率が閾値A以上のとき蒸発器の側を選択し、変化率が閾値Aより小なるとき、凝縮器・他側を選択する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項19】請求項3または請求項18に記載のオープンショーケースにおいて、蒸発器着霜検出手段は、除霜と除霜との間隔で吐出(高圧)側の温度センサ信号および吸込(低圧)側の温度センサ信号を入力し、吸込(低圧)側の温度センサ信号の単位時間当たりの信号変化率(短期間)を演算する変化率演算手段と、吐出(高圧)側の温度センサ信号の単位時間当たりの信号変化率(短期間)を演算する変化率演算手段と、両変化率をそれぞれ予め定められた閾値Kと比較する比較手段と、を備え、両変化率が閾値Kより小のとき、蒸発器の着霜異常を検出する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項20】請求項3、請求項18または請求項19のいずれかの項に記載のオープンショーケースにおいて、凝縮/冷媒漏れ切分手段は、吐出(高圧)側の温度センサ信号の単位時間当たりの信号変化率(長期間)を演算する変化率演算手段と、この変化率を予め定められた閾値Aと比較する比較手段と、を備え、変化率が閾値Aより大のとき、凝縮器の熱交換性能低下を検出し、変化率が閾値Aより小のとき、冷媒ガス漏れを検出する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項21】請求項4に記載のオープンショーケースにおいて、凝縮/蒸発器切分手段は、吐出(高圧)側の圧力センサ信号の単位時間当たりの信号変化率を演算する変化率演算手段と、庫内温度信号の単位時間当たりの信号変化率を演算する変化率演算手段と、冷凍機設置時に採取した基礎データの内,吐出(高圧)側の圧力センサ信号の信号変化率基礎データを予め定められた係数で補正された閾値A(A5)の補正演算手段と、を備え、変化率が補正された閾値A(A5)以上のとき、凝縮側を選択する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項22】請求項4または請求項21に記載のオープンショーケースにおいて、凝縮器性能低下検出手段は、吐出(高圧)側の圧力センサ信号と予め定められた閾値Gとを比較する比較手段と、吐出(高圧)側の圧力センサ信号の変化率を予め定められた閾値Hと比較する比較手段と、を備え、両変化率がそれぞれ閾値G,閾値H以上のとき、凝縮器の熱交換性能低下を検出する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項23】請求項4、請求項21または請求項22のいずれかの項に記載のオープンショーケースにおいて、冷媒漏れ/蒸発器切分手段は、除霜後の温調温度が予め定められた温度まで降下するに要する時間データを1日分採取し、この時間データの最大値と最小値との差、最大偏差ΔTを測定・演算する最大偏差ΔT演算手段と、冷凍機設置時に採取された基礎データを予め定められた係数で補正する補正演算手段と、最大偏差ΔT演算手段および補正演算手段の両値を比較する比較手段と、を備え、最大偏差ΔTの測定データが予め定められた係数で補正された基礎データ値以上のとき、冷媒ガス漏れ側を選択する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項24】請求項4、請求項21ないし請求項23のいずれかの項に記載のオープンショーケースにおいて、冷媒ガス漏れ検出手段は、冷媒漏れ/蒸発器切分手段が冷媒ガス漏れ側を予め定められた規定回数連続して選択したとき、冷媒ガス漏れ異常を検出する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項25】請求項4、請求項21ないし請求項24のいずれかの項に記載のオープンショーケースにおいて、ハニカム/蒸発器切分手段は、除霜後の庫内温度が予め定められた温度まで降下するに要する時間データを1日分採取し、この時間データの最大値と最小値との差、最大偏差ΔT'を測定・演算する最大偏差ΔT'演算手段と、冷凍機設置時に採取された基礎データを予め定められた係数で補正する補正演算手段と、最大偏差ΔT演算手段および補正演算手段の両値を比較する比較手段と、を備え、この時間データの最大偏差ΔT'を予め定められた係数で補正された基礎データ値以上のときハニカム側を選択する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項26】請求項4、請求項21ないし請求項25のいずれかの項に記載のオープンショーケースにおいて、ハニカム目詰検出手段は、ハニカム/蒸発器切分手段がハニカム側を予め定められた規定回数連続して選択したとき、ハニカム目詰まりを検出する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項27】請求項4、請求項21ないし請求項26のいずれかの項に記載のオープンショーケースにおいて、蒸発器着霜検出手段は、庫内温度信号の単位時間当たりの信号変化率を演算する変化率演算手段と、冷凍機設置時に採取した基礎データの内,庫内温度信号の信号変化率基礎データを予め定められた係数で補正された閾値A(A5)の補正演算手段と、を備え、庫内温度の変化率が予め定められた係数で補正された基礎データ値より大なるとき、蒸発器の着霜異常を検出する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項28】請求項1ないし請求項4または請求項7、15、20、22のいずれかの項に記載のオープンショーケースにおいて、凝縮器性能低下検出手段は、凝縮器の冷却フィンの前後に温度センサを配備し、その両センサの温度差より凝縮器の目詰まり異常を検出する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項29】請求項1ないし請求項4または請求項16、24のいずれかの項に記載のオープンショーケースにおいて、冷媒ガス漏れ検出手段は、蒸発器の出入り口の配管部に温度センサを備え、その両センサの温度差より冷媒ガス漏れ異常を検出する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項30】請求項1ないし請求項4または請求項16、24のいずれかの項に記載のオープンショーケースにおいて、冷媒ガス漏れ検出手段は、吐出(高圧)側の圧力または温度センサあるいは吸込(低圧)側の圧力または温度センサを備え、このいずれかのセンサが検出する検出信号のバラツキ幅より冷媒ガス漏れ異常を検出する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【請求項31】請求項1ないし請求項30のいずれかの項に記載のオープンショーケースにおいて、測定データの採取は、周囲環境の変動の少ない夜間に測定する、ことを特徴とするオープンショーケース。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スーパーやコンビニエンスストアなどにおいて用いられる、庫内を冷却する冷却系統の異常を検出して予防保全を容易にするオープンショーケースに関する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来技術および本発明に係わるオープンショーケースの一例として、冷凍機が別置される別置型オープンショーケースの断面図を示す。図5において、オープンショーケース1は、商品の出し入れを行う大きな開口部13を前面に設け、この開口部13の上部に空気吹き出し口11と下部に吸い込み口17とを備えたショーケース本体10と、このショーケース本体10の内部に複数の商品の陳列棚12と、ショーケース本体10の内部(庫内14)を冷却する蒸発器21と、ダクト15を経由して吹き出し口11から吸い込み口17に冷却された空気19a,b,c を循環させて大きな開口部13にエアーカーテン(19b) を形成する送風機18と、図示例では別置型オープンショーケースであるので別置された冷凍機2と、この冷凍機2と蒸発器21との間を接続する冷媒配管24と、を備えて構成される。
【0003】かかる構成において、オープンショーケース1は、ショーケース本体10の前面に大きな開口部13から商品の取り出しが容易にできる。しかし、この開口部13から外部の熱がショーケース庫内14に入り込まない様にするため、庫内14の冷却とエアーカーテン(19b) の形成を行っている。この庫内14の冷却とエアーカーテン(19b) の形成は、次の様に形成することができる。
【0004】冷凍機2の圧縮機22、凝縮器23によって作られた高温高圧の液冷媒26c は冷媒配管24を通り、オープンショーケース1内に点線で図示される膨張弁25により低温低圧の液冷媒26d となり、蒸発器21に送られる。この蒸発器21で液冷媒26d の蒸発・気化作用により吸熱・冷却された蒸発器21のフィン(21b〜21m)周辺の空気が送風機18によりダクト15に導かれ、吹き出し口11からオープンショーケース1の庫内14へと送られ、庫内14全体を冷やす。また、吹き出し口11から送られた冷気の一部19b は、吸込み口17から再び送風機18により吸込まれ、冷気19a,b,c の循環を生じさせ、エアカーテンを形成し外気が庫内に侵入するのを防止する。このオープンショーケース1の吹き出し口11または吸い込み口17、あるいは、吹き出し口11および吸い込み口17には、エアカーテンの形成を容易にする整流効果の優れたハニカムが使用される。
【0005】次に、オープンショーケース1の本体10に設置されている監視・制御用の温度センサについて説明する。T3は蒸発器21の近傍温度を検知するための除霜温度センサ、T4は送風機18によりダクト15に導かれた空気の温度を検知するための温調温度センサ、T5はオープンショーケース1の周囲温度(外気)を検知するための外気温度センサ、T6はオープンショーケース1の庫内14の温度を検知するための庫内温度センサである。
【0006】次に、冷凍機2の構成について説明する。蒸発器21から冷媒配管24を経由して送られてきた低温低圧のガス冷媒26a は、圧縮機22に送られ、高温高圧のガス冷媒26b となる。その後、このガス冷媒26b は、凝縮器23によって放熱を行うことにより高温高圧の液冷媒26c となり、オープンショーケース1の膨張弁25に送られる。また、冷凍機2に設置されている温度センサと圧力センサについて説明する。T2とP2は、圧縮機22に入る前の冷媒ガス26a の温度と圧力を測定するための、吸込(低圧)側温度センサと吸込(低圧)側圧力センサ、T1とP1は、圧縮機22により圧縮後の温度と圧力を測定するための、吐出(高圧)側温度センサと吐出(高圧)側圧力センサである。以上述べたこれらのセンサT1〜T6,P1,P2は、オープンショーケース1の温度管理・制御に利用される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来技術によるオープンショーケースと冷凍機の冷却系には、以下に述べる様な主に4つの異常発生要因があり、将来的な故障原因となる。このため、これらの異常要因は将来的な故障に至る前に適切に保守・保全する必要がある。
(1) 蒸発器の着霜現象(アイスバンク)
庫内に蒸発器を備え、強制的に庫内空気を循環させる方法を用いたオープンショーケースでは、一般的に、蒸発器への着霜が生じ、蒸発器の目詰りが生じると冷却能力が低下する。このため、従来技術では、タイマにより定期的に除霜動作を行っている。除霜開始はタイマにより起動し、除霜終了は蒸発器に付着した霜が溶け、空気が循環し、蒸発器近傍に設置した除霜用温度センサからの温度が設定温度以上になったときに終了する方法が取られている。
【0008】しかし、この方法では、蒸発器にまだ霜が残った状態で除霜が終了してしまうことがあり、最初は小さな霜でも、除霜動作を繰返すうちに、密度が高く、除霜しても溶けずらい霜が徐々に成長していく。そのうち、蒸発器が完全に目詰りしてしまうため空気が循環しなくなり、庫内が全く冷えない故障状態に至る。
(2) 冷凍機の凝縮器の目詰り故障圧縮機で圧縮された高温高圧のガス冷媒を凝縮器で放熱することによって、高温高圧のガス冷媒を高温高圧の液冷媒とすることができる。この様な冷凍サイクルをもつオープンショーケースでは、一般的に、凝縮器に目詰りが生じると、凝縮器内部の放熱フィンから外部への放熱・伝熱面積が小さくなり、熱交換性能が低下し、最終的にはガス冷媒の高圧圧力異常となり、冷凍機は停止する。
【0009】(3) 冷媒ガス漏れまたは冷媒ガス不足故障冷凍機とショーケースを循環する冷媒ガスが漏れまたは冷媒ガス不足が発生すると、冷却能力が低下し、蒸発器における熱交換が正常に行われなくなるため、ショーケース庫内の温度は上昇し、庫内が全く冷えない故障状態となる。
(4) ショーケースの吹き出し口(ハニカム部)の目詰り故障オープンショーケースを長い間使用していると、吹き出し口(以下、ハニカム部と略称する)にゴミ、ホコリが次第に溜まっていき、ハニカム部が目詰りしてくる。このため冷却された空気の循環が悪くなり、庫内が全く冷えない故障状態が発生する。
【0010】本発明は上記の点にかんがみてなされたものであり、その目的は前記した課題を解決して、オープンショーケースに設置される各温度センサからの温度信号と、冷凍機に設置される各温度センサからの温度信号と圧力センサからの圧力信号をもとに、4つの異常発生要因、即ち、(1) 蒸発器に一定量以上の霜の付着(2) 凝縮器の熱交換性能が一定量以上低下(3) 冷凍機とショーケースの冷媒ガスが漏れまたは不足(4) ショーケースのハニカム部に一定量以上のゴミ、ホコリが付着を比較的少ないセンサの追加で監視し、冷却系統の異常を自動的に検出し、メンテナンスを容易にし、冷却系の予防保全手段を備えるオープンショーケースを提供することにある。
【0011】
【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、圧縮機と凝縮器と蒸発器とを接続して循環系を構成し蒸発器で冷媒を蒸発して冷却を行う冷凍機と、この冷凍機の蒸発器を本体内に収納し蒸発器からの冷気を吹き出し口から吸い込み口へ循環し本体開口部にエアーカーテンを形成して庫内を冷却する冷却手段と、を備え、庫内を冷却する冷却系を構成するオープンショーケースにおいて、この冷却系の異常を検出し予防保全を行う異常監視・制御装置は、冷凍機の圧縮機の吐出(高圧)側の圧力または温度を測定するセンサと、オープンショーケース本体の温調温度センサと、庫内温度センサと、を備え、吐出(高圧)側の圧力または温度センサ信号の変化率から凝縮器と蒸発器・他側の異常判定を切分ける凝縮/蒸発器切分手段と、この凝縮/蒸発器切分手段が凝縮器側のとき,凝縮器の熱交換性能低下を検出する凝縮器性能低下検出手段と、凝縮/蒸発器切分手段が蒸発器・他側のとき,温調温度センサ信号の変化率からエアーカーテンの吹き出し口のハニカム目詰まりと蒸発器・他側の異常判定を切分けるハニカム/蒸発器切分手段と、このハニカム/蒸発器切分手段がハニカム側のとき,ハニカム目詰まりを検出するハニカム目詰検出手段と、ハニカム/蒸発器切分手段が蒸発器・他側のとき,庫内温度センサ信号の変化率から蒸発器の着霜異常を検出する蒸発器着霜検出手段と、庫内温度センサ信号から冷媒ガス漏れ異常を検出する冷媒ガス漏れ検出手段と、を備えて構成するものとする。
【0012】かかる構成により、冷却系統の主な4つの異常発生要因、(1) 蒸発器に一定量以上の霜の付着、(2) 凝縮器の熱交換性能が一定量以上低下、(3) 冷凍機とショーケースの冷媒ガスが漏れまたは不足、(4) ショーケースのハニカム部に一定量以上のゴミ、ホコリが付着、を自動的に検出することができる。また、圧縮機と凝縮器と蒸発器とを接続して循環系を構成し蒸発器で冷媒を蒸発して冷却を行う冷凍機と、この冷凍機の蒸発器を本体内に収納し蒸発器からの冷気を吹き出し口から吸い込み口へ循環し本体開口部にエアーカーテンを形成して庫内を冷却する冷却手段と、を備え、庫内を冷却する冷却系を構成するオープンショーケースにおいて、この冷却系の異常を検出し予防保全を行う異常監視・制御装置は、冷凍機の圧縮機の吐出(高圧)側の圧力または温度を測定するセンサを備え、吐出(高圧)側の圧力または温度センサ信号の変化率から凝縮器と蒸発器・他側の異常判定を切分ける凝縮/蒸発器切分手段と、この凝縮/蒸発器切分手段が凝縮器側のとき,凝縮器の熱交換性能低下を検出する凝縮器性能低下検出手段と、凝縮/蒸発器切分手段が蒸発器・他側のとき,吐出(高圧)側の圧力または温度センサ信号の変化率を第2の閾値と比較して冷媒漏れと蒸発器・他側の異常判定を切分ける冷媒漏れ/蒸発器切分手段と、この冷媒漏れ/蒸発器切分手段が冷媒漏れのとき,冷媒漏れを検出し、冷媒漏れ/蒸発器切分手段が蒸発器側のとき,吐出(高圧)側の圧力または温度センサ信号の変化率から蒸発器の着霜異常を検出する蒸発器着霜検出手段と、を備えて構成するものとする。
【0013】かかる構成により、冷却系統の主な異常発生要因、(1) 蒸発器に一定量以上の霜の付着、(2) 凝縮器の熱交換性能が一定量以上低下、(3) 冷凍機とショーケースの冷媒ガスが漏れまたは不足、を自動的に検出することができる。また、圧縮機と凝縮器と蒸発器とを接続して循環系を構成し蒸発器で冷媒を蒸発して冷却を行う冷凍機と、この冷凍機の蒸発器を本体内に収納し蒸発器からの冷気を吹き出し口から吸い込み口へ循環し本体開口部にエアーカーテンを形成して庫内を冷却する冷却手段と、を備え、庫内を冷却する冷却系を構成するオープンショーケースにおいて、この冷却系の異常を検出し予防保全を行う異常監視・制御装置は、冷凍機の圧縮機の吐出(高圧)側の温度を測定する温度センサと、吸込(低圧)側の温度を測定する温度センサと、オープンショーケース本体の温調温度センサと、庫内温度センサと、を備え、吸込(低圧)側の温度センサ信号の変化率から蒸発器と凝縮器・他側の異常判定を切分ける蒸発/凝縮器切分手段と、この蒸発/凝縮器切分手段が蒸発器側のとき,吸込(低圧)側の温度センサ信号の変化率と吐出(高圧)側の温度センサ信号の変化率から蒸発器の着霜異常を検出する蒸発器着霜検出手段と、蒸発/凝縮器切分手段が凝縮器・他側のとき,吐出(高圧)側の温度センサ信号の変化率から凝縮器の熱交換性能低下と冷媒ガス漏れの異常判定を切分ける凝縮/冷媒漏れ切分手段と、を備えて構成するものとする。
【0014】かかる構成により、冷却系統の主な異常発生要因、(1) 蒸発器に一定量以上の霜の付着、(2) 凝縮器の熱交換性能が一定量以上低下、(3) 冷凍機とショーケースの冷媒ガスが漏れまたは不足、を自動的に検出することができる。また、圧縮機と凝縮器と蒸発器とを接続して循環系を構成し蒸発器で冷媒を蒸発して冷却を行う冷凍機と、この冷凍機の蒸発器を本体内に収納し蒸発器からの冷気を吹き出し口から吸い込み口へ循環し本体開口部にエアーカーテンを形成して庫内を冷却する冷却手段と、を備え、庫内を冷却する冷却系を構成するオープンショーケースにおいて、この冷却系の異常を検出し予防保全を行う異常監視・制御装置は、冷凍機設置時の基礎データおよび設置翌日以降のデータを採取し、冷凍機の圧縮機の吐出(高圧)側の圧力を測定する圧力センサと、オープンショーケース本体の温調温度センサと、庫内温度センサと、を備え、吐出(高圧)側の圧力センサ信号の変化率から凝縮器と蒸発器・他側の異常判定を切分ける凝縮/蒸発器切分手段と、この凝縮/蒸発器切分手段が凝縮器側のとき,凝縮器の熱交換性能低下を検出する凝縮器性能低下検出手段と、凝縮/蒸発器切分手段が蒸発器・他側のとき,除霜後の温調温度が予め定められた温度まで降下するに要する時間データを1日分採取しこの時間データの最大偏差ΔTを予め定められた係数で補正された基礎データと比較して冷媒ガス漏れと蒸発器・他側の異常判定を切分ける冷媒漏れ/蒸発器切分手段と、この冷媒漏れ/蒸発器切分手段が冷媒ガス漏れ側を連続して規定回数検出したとき冷媒ガス漏れを検出する冷媒ガス漏れ検出手段と、冷媒漏れ/蒸発器切分手段が蒸発器・他側のとき,除霜後の庫内温度が予め定められた温度まで降下するに要する時間データを1日分採取しこの時間データの最大偏差ΔT'を予め定められた係数で補正された基礎データと比較してハニカムと蒸発器側の異常判定を切分けるハニカム/蒸発器切分手段と、このハニカム側が規定回数連続したときハニカム目詰まりを検出するハニカム目詰検出手段と、庫内温度の変化率と予め定められた係数で補正された基礎データとを比較して着霜異常を検出する蒸発器着霜検出手段と、を備えて構成するものとする。
【0015】かかる構成により、冷却系統の主な4つの異常発生要因、(1) 蒸発器に一定量以上の霜の付着、(2) 凝縮器の熱交換性能が一定量以上低下、(3) 冷凍機とショーケースの冷媒ガスが漏れまたは不足、(4) ショーケースのハニカム部に一定量以上のゴミ、ホコリが付着、を自動的に検出することができる。また、外気温度センサを備えることができる。
【0016】かかる構成により、ハニカム/蒸発器切分手段が蒸発器・他側のとき,庫内温度センサ信号の変化率を外気温度センサ信号の変化率の値から庫内温度センサ信号の変化率を補正して蒸発器の着霜異常を検出することができる。また、凝縮/蒸発器切分手段は、吐出(高圧)側の圧力または温度センサ信号の単位時間当たりの信号変化率を演算する変化率演算手段と、この変化率と予め定められた閾値Aとを比較する比較手段と、を備えることができる。
【0017】かかる構成により、変化率が閾値A以上のとき凝縮器側を選択し、変化率が閾値Aより小なるとき、蒸発器・他側を選択することができる。また、凝縮器性能低下検出手段は、吐出(高圧)側の圧力または温度センサ信号と予め定められた閾値Gとを比較する比較手段と、吐出(高圧)側の圧力または温度センサ信号の単位時間当たりの信号変化率と予め定められた閾値Hとを比較する比較手段と、を備えることができる。
【0018】かかる構成により、両比較手段が閾値G,H以上のとき、凝縮器の熱交換性能低下を検出することができる。また、ハニカム/蒸発器切分手段は、温調温度センサ信号の単位時間当たりの信号変化率を演算する変化率演算手段と、この変化率と予め定められた閾値Cとを比較する比較手段と、を備えることができる。
【0019】かかる構成により、変化率が閾値Cより小なるとき、ハニカム目詰まり側を選択し、変化率が閾値C以上のとき蒸発器・他側を選択することができる。また、ハニカム目詰まり検出手段は、庫内温度センサ信号と予め定められた閾値Eとを比較する比較手段と、を備えることができる。かかる構成により、庫内温度が閾値E以上のとき、エアーカーテンの吹き出し口のハニカム目詰まりを検出することができる。
【0020】また、蒸発器着霜検出手段は、庫内温度センサ信号の変化率と、予め定められた閾値Dとを比較する比較手段と、を備えることができる。かかる構成により、変化率が閾値D以上のとき、蒸発器の着霜異常を検出することができる。また、蒸発器着霜検出手段は、外気温度センサ信号の単位時間当たりの信号変化率を演算する変化率演算手段と、この変化率によって庫内温度センサ信号の変化率を補正する補正演算手段と、この補正値と予め定められた閾値Dとを比較する比較手段と、を備えることができる。
【0021】かかる構成により、補正値が閾値D以上のとき、蒸発器の着霜異常を検出することができる。また、蒸発器着霜検出手段は、外気温度センサ信号の変化率によって庫内温度センサ信号の変化率を補正する補正データベースを備えることができる。また、冷媒ガス漏れ検出手段は、庫内温度センサ信号と予め定められた閾値Fとを比較する比較手段と、を備えることができる。
【0022】かかる構成により、庫内温度が閾値F以上のとき、冷媒ガス漏れを検出することができる。また、1日単位で除霜後の吐出(高圧)側の圧力または温度センサの信号を入力し、凝縮/蒸発器切分手段は、この吐出(高圧)側の圧力または温度センサ信号の単位時間当たりの信号変化率(長期間)を演算する変化率演算手段と、この変化率と予め定められた閾値Hとを比較する比較手段と、を備えることができる。
【0023】かかる構成により、変化率が閾値H以上のとき凝縮器側を選択し、変化率が閾値Hより小なるとき、蒸発器・他側を選択することができる。また、凝縮器性能低下検出手段は、吐出(高圧)側の圧力または温度センサ信号と予め定められた閾値Gとを比較する比較手段と、を備えることができる。かかる構成により、比較手段が閾値G以上のとき、凝縮器の熱交換性能低下を検出することができる。
【0024】また、冷媒ガス漏れ検出手段は、吐出(高圧)側の圧力または温度センサ信号の変化率(長期間)が予め定められた閾値Jとを比較する比較手段と、を備えることができる。かかる構成により、この変化率(長期間)が閾値Jより小のとき、冷媒ガス漏れを検出することができる。
【0025】また、蒸発器着霜検出手段は、除霜と除霜との間隔で吐出(高圧)側の圧力または温度センサの信号を入力し、吐出(高圧)側の圧力または温度センサ信号の単位時間当たりの変化率(短期間)と予め定められた閾値Kとを比較する比較手段と、を備えることができる。かかる構成により、変化率が閾値Kより小のとき、蒸発器の着霜異常を検出することができる。
【0026】また、1日単位で除霜後の吐出(高圧)側の温度センサの信号および吸込(低圧)側の温度センサの信号を入力し、凝縮/蒸発器切分手段は、吸込(低圧)側の温度センサ信号の単位時間当たりの信号変化率(長期間)を演算する変化率演算手段と、この変化率と予め定められた閾値Aとを比較する比較手段と、を備えることができる。
【0027】かかる構成により、変化率が閾値A以上のとき蒸発器の側を選択し、変化率が閾値Aより小なるとき、凝縮器・他側を選択することができる。また、蒸発器着霜検出手段は、除霜と除霜との間隔で吐出(高圧)側の温度センサ信号および吸込(低圧)側の温度センサ信号を入力し、吸込(低圧)側の温度センサ信号の単位時間当たりの信号変化率(短期間)を演算する変化率演算手段と、吐出(高圧)側の温度センサ信号の単位時間当たりの信号変化率(短期間)を演算する変化率演算手段と、両変化率をそれぞれ予め定められた閾値Kと比較する比較手段と、を備えることができる。
【0028】かかる構成により、両変化率が閾値Kより小のとき、蒸発器の着霜異常を検出することができる。また、凝縮/冷媒漏れ切分手段は、吐出(高圧)側の温度センサ信号の単位時間当たりの信号変化率(長期間)を演算する変化率演算手段と、この変化率を予め定められた閾値Aと比較する比較手段と、を備えることができる。
【0029】かかる構成により、変化率が閾値Aより大のとき凝縮器の熱交換性能低下を検出し、変化率が閾値Aより小のとき冷媒ガス漏れを検出することができる。また、凝縮/蒸発器切分手段は、吐出(高圧)側の圧力センサ信号の単位時間当たりの信号変化率を演算する変化率演算手段と、庫内温度信号の単位時間当たりの信号変化率を演算する変化率演算手段と、冷凍機設置時に採取した基礎データの内,吐出(高圧)側の圧力センサ信号の信号変化率基礎データを予め定められた係数で補正された閾値(A5)の補正演算手段と、を備えることができる。
【0030】かかる構成により、変化率が補正された閾値(A5)以上のとき、凝縮側を選択することができる。また、凝縮器性能低下検出手段は、吐出(高圧)側の圧力センサ信号と予め定められた閾値Gとを比較する比較手段と、吐出(高圧)側の圧力センサ信号の変化率を予め定められた閾値Hと比較する比較手段と、を備えることができる。
【0031】かかる構成により、両変化率がそれぞれ閾値G,閾値H以上のとき、凝縮器の熱交換性能低下を検出することができる。また、冷媒漏れ/蒸発器切分手段は、除霜後の温調温度が予め定められた温度まで降下するに要する時間データを1日分採取し、この時間データの最大値と最小値との差、最大偏差ΔTを測定・演算する最大偏差ΔT演算手段と、冷凍機設置時に採取された基礎データを予め定められた係数で補正する補正演算手段と、最大偏差ΔT演算手段および補正演算手段の両値を比較する比較手段と、を備えることができる。
【0032】かかる構成により、最大偏差ΔTの測定データが予め定められた係数で補正された基礎データ値以上のとき、冷媒ガス漏れ側を選択することができる。また、冷媒ガス漏れ検出手段は、冷媒漏れ/蒸発器切分手段が冷媒ガス漏れ側を予め定められた規定回数連続して選択したとき、冷媒ガス漏れ異常を検出するることができる。
【0033】また、ハニカム/蒸発器切分手段は、除霜後の庫内温度が予め定められた温度まで降下するに要する時間データを1日分採取し、この時間データの最大値と最小値との差、最大偏差ΔT'を測定・演算する最大偏差ΔT'演算手段と、冷凍機設置時に採取された基礎データを予め定められた係数で補正する補正演算手段と、最大偏差ΔT演算手段および補正演算手段の両値を比較する比較手段と、を備えることができる。
【0034】かかる構成により、この時間データの最大偏差ΔT'を予め定められた係数で補正された基礎データ値以上のときハニカム側を選択することができる。また、ハニカム目詰検出手段は、ハニカム/蒸発器切分手段がハニカム側を予め定められた規定回数連続して選択したとき、ハニカム目詰まりを検出することができる。
【0035】また、蒸発器着霜検出手段は、庫内温度信号の単位時間当たりの信号変化率を演算する変化率演算手段と、冷凍機設置時に採取した基礎データの内,庫内温度信号の信号変化率基礎データを予め定められた係数で補正された閾値(A5)の補正演算手段と、を備えることができる。かかる構成により、庫内温度の変化率が予め定められた係数で補正された基礎データ値より大なるとき、蒸発器の着霜異常を検出することができる。
【0036】また、凝縮器性能低下検出手段は、凝縮器の冷却フィンの前後に温度センサを配備することができる。かかる構成により、その両センサの温度差より凝縮器の目詰まり異常を検出することができる。また、冷媒ガス漏れ検出手段は、蒸発器の出入り口の配管部に温度センサを備えることができる。
【0037】かかる構成により、その両センサの温度差より冷媒ガス漏れ異常を検出することができる。また、冷媒ガス漏れ検出手段は、吐出(高圧)側の圧力または温度センサあるいは吸込(低圧)側の圧力センサを備えることができる。かかる構成により、このいずれかのセンサが検出する検出信号のバラツキ幅より冷媒ガス漏れ異常を検出することができる。
【0038】また、測定データの採取は、周囲環境の変動の少ない夜間に測定することができる。かかる構成により、周囲環境の変動の少ない夜間測定により、測定データが安定し、検出精度の向上と安定な異常検出ができる。
【0039】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例としてのオープンショーケースの異常監視・制御装置のブロック線図、図2〜図4は他の実施例としてのオープンショーケースの異常監視・制御装置のブロック線図、図5はオープンショーケースの要部構成図、図6は蒸発器の冷却フィンの要部構成と着霜状態の説明図、図7は外気温度センサ, 庫内温度センサ, 温調温度センサと圧縮機の吸込側の温度および圧力センサの検出信号の経時特性図、図8は除霜動作に入ったときの庫内温度センサの検出信号の経時特性図、図9は凝縮器の冷却フィンの要部構成とゴミ付着状態の説明図、図10はゴミ付着状態による圧縮機の吐出側の温度および圧力センサの検出信号の経時特性図、図11は凝縮器の目詰まりと蒸発器の着霜/除霜による吐出側の圧力センサの検出信号の経時特性図、図12は凝縮器の冷却フィンを冷却する流入側と流出側に配備される温度センサの要部構成図、図13は凝縮器冷却フィンの流入側・流出側に配備される温度センサの検出信号の経時特性図、図14は冷媒ガスもれまたは不足時の圧縮機の吸込側および吐出側の圧力センサの検出信号の経時特性図、図15は除霜動作に入った状態での庫内温度と温調温度の経時特性図、図16は冷媒ガスもれまたは不足が発生したときの吐出側の圧力センサの検出信号特性図、図17はハニカム部にゴミ・埃が付着したときの庫内温度と温調温度の経時特性図、図18はハニカム部にゴミ・埃が付着し, 除霜動作に入った状態での庫内温度と温調温度の経時特性図、図19は本発明の一実施例としてのオープンショーケースの異常監視・制御装置の異常検出アルゴリズムのフローチャート、図20〜図22は他の実施例としての異常監視・制御装置の異常検出アルゴリズムのフローチャートである。以下、図5を随時併用して以下説明する。
(実施形態1)図5において、本発明によるオープンショーケース1は、圧縮機22と凝縮器23と蒸発器21とを接続して循環系を構成し蒸発器21で低温・低圧の液冷媒26d を蒸発して冷却を行う冷凍機2と、この冷凍機2の蒸発器21を本体10内に収納し、蒸発器21からの冷気19a を吹き出し口11から吸い込み口17へ循環し本体10の開口部13にエアーカーテン(19b) を形成して庫内14を冷却する冷却手段と、を備えて庫内14を冷却する冷却系を構成する。
【0040】この冷却系の異常を検出し予防保全を行う異常監視・制御装置3は、図1において、冷凍機2の圧縮機22の吐出(高圧)側の圧力または温度を測定するセンサP1,T1 と、オープンショーケース本体10の温調温度センサT4と、庫内温度センサT6と、を備え、吐出(高圧)側の圧力または温度センサP1,T1 の信号の変化率から凝縮器23と蒸発器21・他側の異常判定を切分ける凝縮/蒸発器切分手段31と、この凝縮/蒸発器切分手段31が凝縮器23側のとき,凝縮器23の熱交換性能低下を検出する凝縮器性能低下検出手段32と、凝縮/蒸発器切分手段31が蒸発器21・他側のとき,温調温度センサ信号T4の変化率からエアーカーテンの吹き出し口11のハニカム目詰まりと蒸発器21・他側の異常判定を切分けるハニカム/蒸発器切分手段33と、このハニカム/蒸発器切分手段33がハニカム側のとき,ハニカム目詰まりを検出するハニカム目詰検出手段34と、ハニカム/蒸発器切分手段33が蒸発器21・他側のとき,庫内温度センサT6の信号の変化率から蒸発器21の着霜異常を検出する蒸発器着霜検出手段35と、庫内温度センサT6の信号から冷媒ガス漏れ異常を検出する冷媒ガス漏れ検出手段36と、を備えて構成することができる。
【0041】かかる構成により、冷却系統の主な4つの異常発生要因、(1) 蒸発器21に一定量以上の霜の付着したとき、(2) 凝縮器23の熱交換性能が一定量以上低下したとき、(3) 冷凍機2とショーケース1の蒸発器21中の冷媒ガス26漏れまたは不足したとき、(4) ショーケース1のハニカム部に一定量以上のゴミ、ホコリが付着したとき、を切り分けて自動的に異常を検出することができる。
(実施形態2)また、オープンショーケース1は、圧縮機22と凝縮器23と蒸発器21とを接続して循環系を構成し蒸発器21で低温・低圧の液冷媒26d を蒸発して冷却を行う冷凍機2と、この冷凍機2の蒸発器21を本体10内に収納し、蒸発器21からの冷気19aを吹き出し口11から吸い込み口17へ循環し本体10の開口部13にエアーカーテン(19b) を形成して庫内14を冷却する冷却手段と、を備えて庫内14を冷却する冷却系を構成する。
【0042】この冷却系の異常を検出し予防保全を行う異常監視・制御装置4は、図2において、冷凍機2の圧縮機22の吐出(高圧)側の圧力または温度を測定するセンサP1,T1 を備え、吐出(高圧)側の圧力または温度センサP1,T1 の信号の変化率から凝縮器23と蒸発器21・他側の異常判定を切分ける凝縮/蒸発器切分手段41と、この凝縮/蒸発器切分手段41が凝縮器23側のとき,凝縮器23の熱交換性能低下を検出する凝縮器性能低下検出手段42と、凝縮/蒸発器切分手段41が蒸発器21・他側のとき,吐出(高圧)側の圧力または温度センサP1,T1 の信号の変化率を第2の閾値J2と比較して冷媒漏れと蒸発器21・他側の異常判定を切分ける冷媒漏れ/蒸発器切分手段43と、この冷媒漏れ/蒸発器切分手段が冷媒漏れのとき,冷媒漏れを検出し、冷媒漏れ/蒸発器切分手段43が蒸発器21側のとき,吐出(高圧)側の圧力または温度センサP1,T1 の信号の変化率から蒸発器21の着霜異常を検出する蒸発器着霜検出手段44と、を備えて構成することができる。
【0043】かかる構成により、冷却系統の主な異常発生要因、(1) 蒸発器21に一定量以上の霜の付着したとき、(2) 凝縮器23の熱交換性能が一定量以上低下したとき、(3) 冷凍機とショーケースの冷媒ガスが漏れまたは不足したとき、を切り分けて自動的に異常を検出することができる。
(実施形態3)また、オープンショーケース1は、圧縮機22と凝縮器23と蒸発器21とを接続して循環系を構成し蒸発器21で低温・低圧の液冷媒26d を蒸発して冷却を行う冷凍機2と、この冷凍機2の蒸発器21を本体10内に収納し、蒸発器21からの冷気19aを吹き出し口11から吸い込み口17へ循環し本体10の開口部13にエアーカーテン(19b) を形成して庫内14を冷却する冷却手段と、を備えて庫内14を冷却する冷却系を構成する。
【0044】この冷却系の異常を検出し予防保全を行う異常監視・制御装置5は、図3において、冷凍機2の圧縮機22の吐出(高圧)側の温度を測定する温度センサP1,T1と、吸込(低圧)側の温度を測定する温度センサP2,T2 と、オープンショーケース本体11の温調温度センサT4と、庫内温度センサT6と、を備え、吸込(低圧)側の温度センサ信号T2の変化率から蒸発器21と凝縮器23他側の異常判定を切分ける蒸発/凝縮器切分手段51と、この蒸発/凝縮器切分手段51が蒸発器21側のとき,吸込(低圧)側の温度センサT2の信号の変化率と吐出(高圧)側の温度センサT1の信号の変化率から蒸発器21の着霜異常を検出する蒸発器着霜検出手段52と、蒸発/凝縮器切分手段51が凝縮器23・他側のとき,吐出(高圧)側の温度センサT1の信号の変化率から凝縮器23の熱交換性能低下と冷媒ガス漏れの異常判定を切分ける凝縮/冷媒漏れ切分手段53と、を備えて構成することができる。
【0045】かかる構成により、冷却系統の主な異常発生要因、(1) 蒸発器21に一定量以上の霜の付着したとき、(2) 凝縮器23の熱交換性能が一定量以上低下したとき、(3) 冷凍機とショーケースの冷媒ガスが漏れまたは不足したとき、を切り分けて自動的に異常を検出することができる。
(実施形態4)また、オープンショーケース1は、圧縮機22と凝縮器23と蒸発器21とを接続して循環系を構成し蒸発器21で低温・低圧の液冷媒26d を蒸発して冷却を行う冷凍機2と、この冷凍機2の蒸発器21を本体10内に収納し、蒸発器21からの冷気19aを吹き出し口11から吸い込み口17へ循環し本体10の開口部13にエアーカーテン(19b) を形成して庫内14を冷却する冷却手段と、を備えて庫内14を冷却する冷却系を構成する。
【0046】この冷却系の異常を検出し予防保全を行う異常監視・制御装置6は、図4において、冷凍機2の設置時の基礎データおよび設置翌日以降のデータを採取し、冷凍機2の圧縮機22の吐出(高圧)側の圧力を測定する圧力センサP1と、オープンショーケース本体10の温調温度センサT4と、庫内温度センサT6と、を備え、吐出(高圧)側の圧力センサP1の信号の変化率と予め定められた係数f1で補正された冷凍機2の設置時に採取された当該基礎データ(閾値A5)とから凝縮器23と蒸発器21・他側の異常判定を切分ける凝縮/蒸発器切分手段61と、この凝縮/蒸発器切分手段61が凝縮器23側のとき,凝縮器23の熱交換性能低下を検出する凝縮器性能低下検出手段62と、凝縮/蒸発器切分手段61が蒸発器21・他側のとき,外気温度(T5)の異常がないことを確認し, 除霜後の温調温度センサT4の信号が予め定められた温度F°Cまで降下するに要する時間データを1日分採取しこの時間データの最大偏差ΔTを予め定められた係数f3で補正された冷凍機2の設置時に採取された当該基礎データ(閾値M1)と比較して冷媒ガス漏れと蒸発器21・他側の異常判定を切分ける冷媒漏れ/蒸発器切分手段64と、この冷媒漏れ/蒸発器切分手段64が冷媒ガス漏れ側を連続して規定回数n1回検出したとき冷媒ガス漏れを検出する冷媒ガス漏れ検出手段65と、冷媒漏れ/蒸発器切分手段64が蒸発器21・他側のとき,除霜後の庫内温度センサT6の信号が予め定められた温度K°Cまで降下するに要する時間データを1日分採取しこの時間データの最大偏差ΔT'と温調温度センサT4が予め定められた温度F°Cまで降下するに要する時間データを1日分採取しこの時間データの最大偏差ΔTに予め定められた係数f4で補正した値と比較してハニカムと蒸発器21側の異常判定を切分けるハニカム/蒸発器切分手段66と、このハニカム側が規定回数n2回連続したときハニカム目詰まりを検出するハニカム目詰検出手段67と、庫内温度センサT6の信号の変化率と予め定められた係数f4で補正された冷凍機2の設置時に採取された当該基礎データ(閾値D3)とを比較して着霜異常を検出する蒸発器着霜検出手段68と、を備えて構成することができる。
【0047】かかる構成により、冷却系統の主な4つの異常発生要因、(1) 蒸発器21に一定量以上の霜21n の付着したとき、(2) 凝縮器23の熱交換性能が一定量以上低下したとき、(3) 冷凍機2とショーケース1の冷媒ガスが漏れまたは不足したとき、(4) ショーケース1のハニカム部に一定量以上のゴミ、ホコリ23n が付着したとき、を切り分けて自動的に異常を検出することができる。
【0048】
【実施例】実施例1で先に4つの異常発生要因とオープンショーケース1、冷凍機2に設置したセンサの信号変化特性を説明し、実施例2〜5で実施形態1〜4で上述したフローチャートを説明する。
(実施例1)
(1) 蒸発器21の着霜故障(アイスバンク)
図6において、図6の(A) は蒸発器21の要部構成を示す斜視図であり。冷媒導管21A と冷却フィン(21b〜21m)から構成される。この冷媒導管21A 内部で低温低圧の液冷媒26c を導入し、冷却フィン(21b〜21m)から気化熱エネルギを吸収して、低温低圧のガス冷媒26d に変換され、蒸発器21の冷却フィン(21b〜21m)の周辺の空気を冷却することができる。図6の(B) は霜21n が完全に除去された状態の蒸発器21を図示し、図6の(C) は除霜動作により霜を完全に除去できる限界量の霜21n が付着した状態の蒸発器21を図示している。
【0049】図7において、横軸に時間軸をとり、縦軸に図7の(A) はオープンショーケース1の外気温度センサT5と、庫内温度センサT6および温調温度センサT4の温度を図示する。ここで、時間Aは図6の(B) に図示される霜21n が完全に除去された状態を示し、時間Bは図6の(C) に図示される霜21n が除去できる限界量の霜21n が付着した状態を図示している。外気温度センサT5が検出する温度は、蒸発器21への霜21n の付着によらず周囲温度とほぼ同じ温度となるため一定となる。一方、庫内温度センサT6と温調温度センサT4が検出する温度は、蒸発器21への霜21n の付着に伴い、冷気19a,b,c が送風できなくなるため、徐々に上昇していく。
【0050】また、このとき、蒸発器21への霜21n の付着に伴い、蒸発器21の冷却フィン(21b〜21m)の伝熱面積が減少し、冷媒26c,d の熱交換が正常に行われなくなるため、蒸発器21から冷凍機2に戻る冷媒26a の温度と圧力は低下する。このため、吸込(低圧)側温度センサT2と吸込(低圧)側圧力センサP2のセンサ信号は徐々に低下する。図7の(B) は縦軸に吸込(低圧)側温度センサT2の状態を図示し、図7の(C) は縦軸に吸込(低圧)側圧力センサP2の状態を図示する。また、吸込(低圧)側の温度と圧力が低下するため、吐出(高圧)側温度センサT1と吐出(高圧)側圧力センサP1のセンサ信号も、同様に徐々に低下する。
【0051】次に、図8は、除霜動作が入った状態での、庫内温度センサT6の温度状態を表した図である。蒸発器21へ霜21n が多く付着していない場合(状態1)は、除霜動作により霜21n が完全に除去されるため、除霜動作によって庫内温度(T6)は一時的に上昇するが、除霜動作後、急速に低下する。しかし、蒸発器21へ霜21n が多く付着している場合(状態2、3)は、除霜動作により霜21n が完全に除去されないため、除霜動作後も、霜21n により蒸発器21が目詰り状態にあり、冷却される空気が冷却フィン(21b〜21m)の周辺を循環しずらくなるため、庫内温度(T6)が低下するまでに時間がかかる様になる。
【0052】(2) 冷凍機2の凝縮器23の目詰り図9において、凝縮器23は冷媒導管23A と冷却フィン(23b〜23m)から構成される。この冷媒導管23A 内部に圧縮機22で冷媒26a を圧縮した高温高圧のガス冷媒26b を導入され、冷却フィン(23b〜23m)からこのガス冷媒26b の熱エネルギを放熱して、高温高圧の液冷媒26c に変換する。図9の(A) はゴミ23n が完全に除去された状態の凝縮器23を図示し、図9の(B) はゴミ23n が詰まった状態の凝縮器23を図示している。このときの冷凍機1の吐出(高圧)側温度センサT1の信号を図10の(A) に図示し、吐出(高圧)側圧力センサP1の信号を図10の(B) に図示する。図10において、時間Aは図9の(A) のゴミ23n の付着が無い状態を、時間Bは図9の(B) のゴミ23n が詰まった状態である【0053】吐出(高圧)側の冷媒ガス温度(T1)と圧力(P1)(以下、センサの括弧付き符号でそのセンサが検出する温度や圧力を省略表示する)は、凝縮器23が目詰まりし伝熱面積が小さくなり、冷媒ガス26b,c からの放熱が正常に行われなくなるため、ゴミ23n の目詰まりの程度に応じて上昇する。吐出(高圧)側の冷媒ガス温度(T1)と圧力(P1)が上昇することによって、蒸発器21に導かれる冷媒26d の温度と圧力も上昇するため、ショーケース庫内14の温度も上昇し、蒸発器21から冷凍機2に戻る吸込(低圧)側の冷媒ガス温度(T2)と圧力(P2)も上昇する。そして、最終的には、ショーケース1側は、庫内14が全く冷えない状態となり、冷凍機2側も高圧の圧力異常となり冷凍機2は停止する。
【0054】次に、図11において、凝縮器23の目詰りが進行し、更に、ショーケース1の蒸発器21にある程度(故障とまではいかない)着霜が起きた場合の、吐出(高圧)側の圧力(P1)の経時特性を図示する。凝縮器23の目詰りが進行するにつれ、吐出(高圧)側の冷媒ガス圧力(P1)は徐々に上昇していくが、着霜21n の影響により圧力(P1)は低下する方向に働くため、この結果、吐出(高圧)側の圧力(P1)の変化率は小さくなる。しかし、除霜動作後は、着霜21n の影響が低減し、凝縮器23の目詰りに応じた圧力となる。そこで、着霜21n の影響を切り分けた状態で、凝縮器23の目詰りを検知するためには、除霜動作後の圧力(P1)を検知する方法が有効である。このことは、吸込(低圧)側の冷媒ガス圧力(P2)で考えた場合、あるいはまた、圧力(P1,P2) ではなく吸込(低圧)側温度(T2)と吐出(高圧)側温度(T1)で考えた場合でも、同様の経時特性を得ることができる。
【0055】図12は、凝縮器23を構成する冷却フィン(23b〜23m)の空気流入側と流出側に温度センサT7,T8 を設置した構成図であり、図13は、そのときの空気流入側温度センサT7と流出側温度センサT8の、温度状態を図示したものである。冷却フィン(23b〜23m)における空気の流れFは、ここでは図示省略したファン(23P) により作られる。凝縮器23にゴミ23n の目詰りが無い状態においては、空気流入側温度T7と流出側温度T8は、ほとんど同じ温度となるのに対して、凝縮器23の目詰りが進行するにつれて、空気流入側温度T7が目詰り前と比べてほぼ同じなのに対して、流出側温度T8は、目詰まりにより伝熱面積が小さくなり、放熱が正常に行われなくなるため、冷媒ガス26c の温度が低下しなくなり徐々に上昇する。従って、凝縮器23の目詰りが進行するにつれ、両者の温度差は大きくなる。
【0056】(3) 冷媒ガスの漏れまたは不足時の現象図14は、冷媒ガス26c が漏れまたは不足したときの、吸込(低圧)側と吐出(高圧)側の圧力(P2,P1) の状態図である。吐出(高圧)側圧力(P1)は、初期の冷媒ガス漏れ時には、上昇する傾向を示すが、その後、冷媒ガス漏れまたは不足が多くなると、圧縮機22における圧縮効果が低下するため、低下する。これに対し、吸込(低圧)側圧力(P2)は、冷媒ガス漏れまたは不足の度合いによらず、蒸発器21において熱交換が過度に進むため、徐々に上昇する。上記のことは、圧力(P1,P2) だけではなく、吸込(低圧)側温度(T2)と吐出(高圧)側温度(T1)で考えた場合でも、同様な現象である。そして、最終的には、冷媒ガスの漏れまたは不足により蒸発器21における冷却能力が低下するため、ショーケース庫内14は冷えない状態となる。
【0057】次に、図15は、除霜動作に入った状態での、庫内温度(T6)と温調温度(T4)の温度特性を図示したものである。冷媒ガスの漏れまたは不足が無い状態では、除霜動作によって上昇した庫内温度(T6)と温調温度(T4)は、除霜動作後、急速に低下する。しかし、冷媒ガスの漏れまたは不足がある状態では、蒸発器21における冷却能力が低下するため、除霜動作後、庫内温度(T6)と温調温度(T4)が低下するまでに、時間がかかる様になる。
【0058】次に、図16は、冷媒ガスの漏れまたは不足が進んだ場合の、吐出(高圧)側の圧力センサP1の信号の変動幅を図示したものである。冷媒ガスの漏れまたは不足が無い状態では、ショーケース1に商品があまり入っていないあるいは商品の出し入れが少なく冷凍機2への負荷の軽い様な場合、温調温度(T4)の変動により盛んに電磁弁の開閉がなされるため、圧力センサP1の信号の値は大きく変動する。しかし、冷媒ガスの漏れまたは不足がある状態では、圧力P1が低下し、蒸発器21における冷却能力も低下するため、電磁弁の開閉による応答性(影響)が低下し、圧力センサP1の信号の変動幅は小さくなる。上記のことは、吸込(低圧)側の圧力センサP2の信号でも同様のことが言える。
【0059】(4) ハニカム部のゴミ、ホコリによる目詰り図17は、吹き出し口(ハニカム部)11にゴミ、ホコリ23n が付着した場合の、ショーケース1の庫内温度(T6)と温調温度(T4)を図示したものである。吹き出し口(ハニカム部)11にゴミ、ホコリ23n の付着が無い場合、庫内温度(T6)と温調温度(T4)は5°C 程度の温度差となる。これに対し、吹き出し口(ハニカム部)11にゴミ、ホコリが付着すると、吹き出し口(ハニカム部)11からの風量が低下するため、ショーケース庫内14に冷気が行き渡らなくなり、庫内14の温度(T6)は徐々に上昇する。しかし、温調温度センサT4が設置してあるダクト15内までは冷気が行き渡るため、温調温度(T4)は、ゴミ、ホコリ23n の付着前とほとんど変わらない。従って、庫内温度(T6)と温調温度(T4)の温度差は、ゴミ、ホコリ23n の付着前と比べて、次第に大きくなる。上記のことは、温度差ではなく温度比で考えた場合でも、同様のことが言える。
【0060】次に、図18は、除霜動作に入った状態での、庫内温度(T6)と温調温度(T4)の温度状態を図示したものである。ゴミ、ホコリ23n の付着が無い状態では、除霜動作によって上昇した庫内温度(T6)と温調温度(T4)は、除霜動作後、急速に低下する。しかし、ゴミ、ホコリ23n の付着がある状態では、吹き出し口(ハニカム部)11からの風量が低下するため、除霜動作後、温調温度(T4)が低下するまでの時間は、ゴミ、ホコリ23n の付着が無い状態とほとんど変わらないが、庫内温度(T6)は、低下するまでに時間がかかる様になる。また、吐出(高圧)側と吸込(低圧)側の圧力(P1,P2) と温度(T1,T2) は、吹き出し口(ハニカム部)11にゴミ、ホコリ23n が付着した場合には、ほとんど変わらない。
(実施例2)次に、実施形態1で説明した冷却系の異常検出アルゴリズムの一実施例を図19で説明する。図19において、ステップs1で除霜動作後、吐出(高圧)側の圧力信号(P1)を異常監視・制御装置3に取込む。次にステップs2で取込まれた圧力情報(P1)と、それ以前に取込まれた圧力情報(P1)とを基に、単位時間あたりの吐出(高圧)側圧力(P1)の変化率を算出する。この変化率が予め定められた閾値A1以上のとき、ステップs3に移行して吐出(高圧)側の圧力信号(P1)の絶対値が閾値G1以上であり、なおかつステップs4でこの吐出(高圧)側の圧力信号(P1)の変化率が閾値H1以上のとき、ステップs5で凝縮器23の熱交換性能低下と判定することができる。この異常検出アルゴリズムで除霜動作後に吐出(高圧)側の圧力信号(P1)を取込む理由は、前述した様に、蒸発器21の着霜21n による影響を低減するためである。また、変化率の閾値として用いられる閾値A1と閾値H1は、閾値A1が他の異常条件(例えば、蒸発器21・他) との切分け条件であるのに対し、閾値H1は凝縮器23の熱交換性能低下の判定用であり、判定条件の用途が異なる。通常、閾値H1>閾値A1の関係にあるが、場合によっては、閾値H1=閾値A1ということもあり得る。ここではステップs2が図1の凝縮/蒸発器切分手段31に、ステップs3,s4 が凝縮器性能低下検出手段32に対応する。
【0061】次に、ステップs2で吐出(高圧)側圧力(P1)の変化率が予め定められた閾値A1以下のとき、ステップs11 に移行してショーケース1に設置した各温度センサより、庫内温度情報(T6)、温調温度情報(T4)、外気温度情報(T5)を異常監視・制御装置3に取込む。そしてステップs12 で、外気温度(T5)の絶対値が閾値B1以上のとき、ショーケース1の周囲温度(店内温度)が何らかの原因で高い(このフローチャート上では、空調温度が原因とした)と判定し警告(ステップs21)を行い次の処理ステップs13 に進む。またステップs12 で、外気温度(T5)の絶対値が閾値B1より低いときは正常であるので同様に次の処理ステップs13 に進む。
【0062】ステップs13 では、温調温度(T4)の変化率を算出し、この変化率が閾値C1以上のとき、蒸発器21が着霜21n または冷媒ガス漏れの恐れがあるため、次のステップs14 に移行する。尚、ここで温調温度(T4)の変化率を用いる代わりに、温調温度(T4)の絶対値(括弧絶対値で表示した)を用いる場合もある。ステップs14 では庫内温度(T6)と外気温度(T5)の変化率を算出し、ステップs15 で外気温度(T5)の変化率を基に、庫内温度(T6)の変化率の補正値を決定し、ステップs16 で庫内温度(T6)を補正する。このステップ(s14〜s16)の補正の理由は、外気温度(T5)の変動による影響を低減するためである。また、外気温度(T5)の変化率と庫内温度(T6)の変化率との補正値の関係は予めデータベース化しておくと演算処理が容易になる。ステップs17 で補正後の庫内温度(T6)の変化率が閾値D1以上のとき、蒸発器21の着霜21n 異常と判定することができる。ここで、ステップs12,s21 を含めステップs13 がハニカム/蒸発器切分手段33に、ステップ(s14〜s16)を含めステップs17 が蒸発器着霜検出手段35に対応する。
【0063】また、ステップs17 で、閾値D1より小のときは、更にステップs25 に移行し、庫内温度(T6)の絶対値が閾値F1以上のとき、冷媒ガス漏れ異常と判定することができる。このステップs17 が冷媒ガス漏れ検出手段36に対応する。また前述のステップs13 で、温調温度(T4)の変化率が閾値C1より小のとき、ステップs22 に移行し、庫内温度(T6)の絶対値が閾値E1以上のとき、ショーケース1の吹き出し口(ハニカム部)11に一定量以上のゴミ、ホコリ23n が付着したと判定でき、このステップs22 がハニカム目詰検出手段34に対応する。
【0064】以上の実施形態1の一実施例としての冷却系の異常検出アルゴリズムの説明では、吐出(高圧)側の圧力信号(P1)を用いて説明したが、この吐出(高圧)側の圧力信号(P1)の代わりに吐出(高圧)側の温度信号(T1)を用いても良い。
(実施例3)次に、実施形態2で説明した冷却系の異常検出アルゴリズムの一実施例を図20で説明する。図20において、ステップs31 で1日間隔程度で、除霜動作後、吐出(高圧)側の圧力信号(P1)を異常監視・制御装置4に取込む。次に、ステップs32 で取込まれた圧力情報(P1)と、それ以前に取込まれた圧力情報(P1)を基に、一定時間あたりの吐出(高圧)側圧力(P1)の変化率(長期間における)を算出する。この変化率が閾値H2以上のとき、ステップs41 に移行する。ステップs41 で更に吐出(高圧)側圧力(P1)の絶対値が閾値G2以上のとき、ステップs42 で凝縮器23の熱交換性能低下異常と判定することができる。ここでステップs31,s32 が図2の凝縮/蒸発器切分手段41に、ステップs41,s42 が凝縮器性能低下検出手段42に対応する。
【0065】一方、ステップs32 で吐出(高圧)側圧力(P1)の変化率(長期間)が閾値H2よりも小のとき、ステップs33 に移行し、更にこの吐出(高圧)側圧力(P1)の変化率(長期間)が閾値J2よりも小のとき、ステップs37 で冷媒ガス漏れ異常と判定することができる。ここでステップs33 が冷媒漏/蒸発器切分手段43に対応する。
【0066】また、ステップs33 で吐出(高圧)側圧力(P1)の変化率(長期間)が閾値J2以上であるとき、ステップs34 に移行し、更に1回の除霜動作と次の除霜動作の間において、吐出(高圧)側の圧力信号(P1)を異常監視・制御装置4に取込み、ステップs35 に移行する。ステップs35 でこの算出された一定時間あたりの吐出(高圧)側圧力(P1)の変化率(短期間)が閾値K1以下のとき、蒸発器21の着霜異常と判定することができる。ここでステップs34,s35 が蒸発器着霜検出手段44に対応する。
【0067】以上の実施形態2の一実施例としての冷却系の異常検出アルゴリズムの説明では、吐出(高圧)側の圧力信号(P1)を用いて説明したが、この吐出(高圧)側の圧力信号(P1)の代わりに吐出(高圧)側の温度信号(T1)を用いても良い。
(実施例4)次に、実施形態3で説明した冷却系の異常検出アルゴリズムの一実施例を図21で説明する。図21において、ステップs51 で1日間隔程度で、除霜動作後、吐出(高圧)側の温度信号(T1)と吸込(低圧)側の温度信号(T2)を異常監視・制御装置5に取込み、取込まれた温度情報(T1),(T2) とそれ以前に取込まれた温度情報(T1),(T2) との情報を基に、一定時間あたりの吐出(高圧)側温度(T1)の変化率(長期間)および吸込(低圧)側温度(T2)の変化率(長期間)が算出される。
【0068】次に、ステップs52 で取込まれた吸込(低圧)側の温度情報(T2)と、それ以前に取込まれた吸込(低圧)側の温度情報(T2)を基に、一定時間あたりの吸込(低圧)側の温度情報(T2)の変化率(長期間)を算出する。この変化率が閾値A3より小さいとき、ステップs53 に移行する。ステップs53 で更に1回の除霜動作と次の除霜動作の間において、除霜動作後の吐出(高圧)側と吸込(低圧)側の温度信号(T1),(T2) を異常監視・制御装置5に取込み、一定時間あたりの温度の変化率(短期間)をそれぞれ算出する。そしてステップs54 に移行し、吸込(低圧)側の温度(T2)の変化率が閾値K3以下であり、更にステップs55 で吐出(高圧)側の温度(T1)の変化率も閾値K4以下のとき、蒸発器21の着霜異常と判定することができる。ここでステップs51,s52 が図3の蒸発/凝縮器切分手段51に、ステップ(s53〜s56)が蒸発器着霜検出手段52に対応する。
【0069】一方、ステップs52 で吸込(低圧)側の温度信号(T2)の一定時間あたりの変化率(長期間)が閾値A3以上のとき、ステップs61 に移行し、更に吐出(高圧)側の温度信号(T1)の一定時間あたりの変化率(長期間)が閾値A4より大きいときは、凝縮器23の熱交換性能低下異常と判定判定することができる。また、逆に、この吐出(高圧)側の温度信号(T1)の一定時間あたりの変化率(長期間)が閾値A4より小さいときは、冷媒ガス漏れ異常と判定することができる。ここでステップs61 が凝縮/冷媒漏れ切分手段53に対応する。
(実施例5)次に、実施形態4で説明した冷却系の異常検出アルゴリズムの一実施例を図22で説明する。図22において、ステップs71 でショーケース1と冷凍機2を新しく設置したとき、まず、そのショーケース1と冷凍機2の組み合わせにおける基準データとして、冷凍機2の吐出(高圧)側の圧力情報(P1)と、ショーケース1の庫内温度情報(T6)、温調温度情報(T4)を異常監視・制御装置6に取込み、更に、除霜動作後、温調温度(T4)がF°Cまで低下する時間Tと、庫内温度(T6)がK°Cまで低下する時間と、温調温度(T4)がK°Cまで低下する時間とを、一定時間毎に1日分の基準データとして異常監視・制御装置6に取込む。そしてステップs72 でショーケース1と冷凍機2の設置後翌日から、吐出(高圧)側の圧力情報(P1)と、庫内温度情報(T6)、温調温度情報(T4)、外気温度情報(T5)を、異常監視・制御装置6に取込み、更に、除霜動作後、温調温度(T4)がF°Cまで低下する時間Tと、庫内温度(T6)がK°Cまで低下する時間と、温調温度(T4)がK°Cまで低下する時間とを、一定時間毎に1日分のデータとして異常監視・制御装置6に取込み、上記のステップs71 で採取した基準データと比較して、以下の異常判定を実施する。
【0070】ステップs73 で初めに、ステップs72 で採取した測定データから庫内温度(T6)の変化率と吐出(高圧)側圧力(P1)の変化率を算出する。なお、ステップs73 では吐出(高圧)側圧力(P1)で図示されているが、吐出(高圧)側温度(T1)でも同様に判定できるので、以下ステップ(s74〜s76)は括弧書きで温度(T1)を圧力(P1)に後書きする。また、以下に述べる基準データは、定期的に更新(具体的には、例えば、前日の測定データを翌日の基準データとする)する。また、基準データは、1日以上分のデータを基にしても良い。ステップs74 で取込まれた測定データの内、まず、吐出(高圧)側圧力信号(P1)(または温度(T1))の変化率が算出され、この変化率が上述した基準データ(例えば、前日の測定データ)に予め定められた係数f1を乗じた閾値A5以上のとき、ステップs75 に移行し、ステップs75 で更に吐出(高圧)側圧力(P1)(または温度(T1))の絶対値が閾値G3以上であり、ステップs76 で上記吐出(高圧)側圧力(P1)(または温度(T1))の変化率が閾値H3以上のとき、凝縮器23の熱交換性能低下異常と判定することができる。そしてこの判定後、更に別の異常が同時に発生していないか調査するため、ステップs91,s92 に移行する。このステップs91,s92 は後述するステップs81,s82 と同じ判定処理を行う。
【0071】一方、ステップs74 で吐出(高圧)側圧力信号(P1)(または温度(T1))の変化率が閾値A5より小さいとき、ステップs81 に移行し、ステップs81 で外気温度(T5)の絶対値が閾値B1以上のときは、ショーケース1の周囲温度(店内温度)が何らかの原因で高い(このフローチャート上では、空調温度が原因とした)と判定してステップs82 で警告を行い、次のステップs83 に移行する。また、ステップs81 で外気温度(T5)の絶対値が閾値B1小さいときは、外気温度(T5)が正常であり、同様にステップs83 に移行する。
【0072】次に、ステップs83 では、測定データとして取込んだ、除霜後、温調温度がF°Cまで低下する時間Tの1日分のデータを読み込み、ステップs84 で、この1日のデータの内、最大時間Tmax と最小時間Tmin の時間差ΔTを算出する。
【0073】
【数1】ΔT=Tmax −Tmin ・・・(1)そして、ステップs85 で時間差ΔTが、上述した基準データ(例えば、前日に測定した時間差ΔT)に定数f3を乗じた閾値M1以上のとき、ステップs86 に移行し、このような現象が規定回数n1回連続したとき、冷媒ガス漏れ異常と判定し、次のステップs93 に移行する。この判定処理で時間差ΔTを用いた理由は、昼夜等の周囲環境の違いによる判定のばらつき防止と、他の故障との切分けをより確実なものとするためである。
【0074】ステップs85 で時間差ΔTが閾値M1より小さいときと、ステップs87 の冷媒ガス漏れ故障の判定後と、ステップs77 の凝縮器23の熱交換性能低下の判定後にステップs93 に移行する。ステップs93 では、除霜後、庫内温度(T6)がK°Cまで低下する時間と、温調温度(T4)がK°Cまで低下する時間に予め定められた係数f4を乗じた閾値を比較し、庫内温度(T6)がK°Cまで低下する時間の方が温調温度(T4)の当該低下時間に係数f4乗じた閾値以上のとき、ステップs96 に移行し、ステップs94 でこの様な現象が規定回数n2回連続したとき、ショーケース1の吹き出し口(ハニカム部)11に一定量以上のゴミ、ホコリ23n が付着したと判定することができる。
【0075】また、ステップs93 で庫内温度(T6)がK°Cまで低下する時間が温調温度(T4)が温調温度(T4)の当該低下時間に係数f4乗じた閾値より小さいとき、ステップs94 で庫内温度(T6)の変化率が基準データ(例えば、前日に測定した庫内温度(T6)の変化率)に予め定められた係数f2を乗じた閾値D3以上のとき、蒸発器21の着霜異常を判定することができる。
【0076】ここで、ステップ(s71〜s74)は図4の凝縮/蒸発器切分手段61に、ステップ(s75〜s77)は凝縮器性能低下検出手段62に、ステップ(s83〜s85)は冷媒漏れ/蒸発器切分手段64に、ステップs86,s87 は冷媒ガス漏れ検出手段65に、ステップs93はハニカム/蒸発器切分手段66に、ステップs94 はハニカム目詰検出手段67に、ステップs96 は蒸発器着霜検出手段68に対応する。
(実施例6)実施形態1および実施例2で述べた各切分手段および検出手段を以下に説明する。図1および図19において、オープンショーケース1の冷却系の異常を検出し予防保全を行う異常監視・制御装置3は、ショーケース本体10の温調温度センサT4と、庫内温度センサT6と、冷凍機2の吐出(高圧)側の圧力または温度センサP1,T1 と、を備えることができる。これらのセンサからの信号により、図1に図示される凝縮/蒸発器切分手段31は、図19のステップs2で、吐出(高圧)側の圧力(P1)または温度センサ信号(T1)の単位時間当たりの信号変化率を演算する変化率演算手段と、この変化率と予め定められた閾値A(A1)とを比較する比較手段と、を備えることができる。ここで変化率演算手段は、例えばソフトウェア的に処理する場合、2つの測定時点におけるデータの差分値をその時間差で除割算することで実行できる。
【0077】この構成により、変化率が閾値A(A1)以上のとき凝縮器23側を選択し、変化率が閾値A(A1)より小なるとき、蒸発器・他側を選択することにより異常検出処理の切り分けができる。また、凝縮器性能低下検出手段32は、ステップs3で吐出(高圧)側の圧力(P1)または温度センサ信号(T1)と予め定められた閾値G(G1)とを比較する比較手段と、ステップs4で、吐出(高圧)側の圧力(P1)または温度センサ信号(T1)の単位時間当たりの信号変化率と予め定められた閾値H(H1)とを比較する比較手段と、を備えることができる。
【0078】この構成により、両比較手段が閾値G(G1),H(H1)以上のとき、凝縮器23の熱交換性能低下の異常を検出することができる。また、ハニカム/蒸発器切分手段33は、ステップs13 で、温調温度センサ信号(T4)の単位時間当たりの信号変化率を演算する変化率演算手段と、この変化率と予め定められた閾値C(C1)とを比較する比較手段と、を備えることができる。
【0079】この構成により、変化率が閾値C(C1)より小なるとき、ハニカム目詰まり側を選択し、変化率が閾値C(C1)以上のとき蒸発器・他側を選択することにより異常検出処理の切り分けができる。また、ハニカム目詰まり検出手段34は、ステップs23 で、庫内温度センサ信号(T6)と予め定められた閾値E(E1)とを比較する比較手段と、を備えることができる。
【0080】この構成により、庫内温度(T6)が閾値E(E1)以上のとき、エアーカーテンの吹き出し口11のハニカム目詰まりの異常を検出することができる。また、蒸発器着霜検出手段35は、ステップs14 で演算される庫内温度センサ信号(T6)の変化率と、ステップs14 で予め定められた閾値D(D1)とを比較する比較手段と、を備えることができる。
【0081】この構成により、変化率が閾値D(1) 以上のとき、蒸発器21の着霜の異常を検出することができる。また、外気温度センサ信号T5を備えることにより、蒸発器着霜検出手段35は、更にステップs14 で外気温度センサ信号(T5)の単位時間当たりの信号変化率を演算する変化率演算手段と、ステップs15,s16 でこの変化率によって庫内温度センサ信号(T6)の変化率を補正する補正演算手段と、ステップs17 でこの補正値と予め定められた閾値D(D1)とを比較する比較手段と、を備えることができる。
【0082】この構成により、補正値が閾値D(D1)以上のとき、蒸発器21の着霜の異常を検出することができる。また、蒸発器着霜検出手段35は、外気温度センサ信号(T5)の変化率によって庫内温度センサ信号(T6)の変化率を補正する補正データをデータベースとして異常監視・制御装置3のメモリに備えることができる。
【0083】また、冷媒ガス漏れ検出手段36は、ステップ s25で、庫内温度センサ信号(T6)と予め定められた閾値F(F1)とを比較する比較手段と、を備えることができる。この構成により、庫内温度(T6)が閾値F(F1)以上のとき、冷媒ガス漏れの異常を検出することができる。この結果、外気温度センサ信号T5を備えることにより、冷凍機2の吐出側の圧力信号(P1)と温度(T1)が同じような傾向となる冷媒ガス漏れ故障(ステップs25)との切り分けがより精密に可能となり、蒸発器21の着霜の検知精度を向上させることができる。
(実施例7)実施形態2および実施例3で述べた各切分手段および検出手段を以下に説明する。図2および図20において、オープンショーケース1の冷却系の異常を検出し予防保全を行う異常監視・制御装置4は、冷凍機2の吐出(高圧)側の圧力または温度センサP1,T1 と、を備え、図20のステップs31dで吐出(高圧)側の圧力または温度センサP1,T1 からの信号を1日単位で除霜動作後のタイミングで入力する。
【0084】図2に図示される凝縮/蒸発器切分手段41は、図20のステップs32 で吐出(高圧)側の圧力(P1)または温度センサ信号(T1)の単位時間当たりの信号変化率(長期間)を演算する変化率演算手段と、この変化率と予め定められた閾値H(H2)とを比較する比較手段と、を備えることができる。この構成により、変化率が閾値H(H2)以上のとき凝縮器23側を選択し、変化率が閾値H(H2)より小なるとき、蒸発器・他側を選択することにより異常検出処理の切り分けができる。
【0085】また、凝縮器性能低下検出手段42は、ステップs41 で吐出(高圧)側の圧力(P1)または温度センサ信号(T1)と予め定められた閾値G(G2)とを比較する比較手段と、を備えることができる。この構成により、比較手段が閾値G(G2)以上のとき、凝縮器23の熱交換性能低下の異常を検出することができる。
【0086】また、冷媒漏れ/蒸発器切分手段43手段は、ステップs33 で吐出(高圧)側の圧力(P1)または温度センサ信号(T1)の変化率(長期間)が予め定められた閾値J(J2)とを比較する比較手段と、を備えることができる。この構成により、この変化率(長期間)が閾値J(J2)より小のとき、冷媒ガス漏れの異常を検出することができる。
【0087】また、蒸発器着霜検出手段44は、ステップs34 で、除霜と除霜との間隔で吐出(高圧)側の圧力(P1)または温度センサ信号(T1)を入力し、ステップs35 でこの吐出(高圧)側の圧力(P1)または温度センサ信号(T1)の単位時間当たりの変化率(短期間)と予め定められた閾値K(K1)とを比較する比較手段と、を備えることができる。尚、ここで閾値、例えば, H2,G2 とK1は、1日毎あるいは数日毎に採取する(長期間)データと, 除霜と除霜との間隔で予め定められた間隔で採取する(短期間)データに対する閾値の区別を添え数字 2,1で区分した。
【0088】この構成により、変化率が閾値K(K1)より小のとき、蒸発器21の着霜の異常を検出することができる。
(実施例8)実施形態3および実施例4で述べた各切分手段および検出手段を以下に説明する。図3および図21において、オープンショーケース1の冷却系の異常を検出し予防保全を行う異常監視・制御装置5は、冷凍機2の吸込(低圧)側の温度センサT2と、吐出(高圧)側の温度センサT1と、を備えることができる。これらのセンサからの信号により、図3に図示される異常監視・制御装置5は、図21のステップs51 で、1日単位で除霜後の吐出(高圧)側の温度センサT1および吸込(低圧)側の温度センサT2からの信号を入力する。そして、ステップs52 で蒸発/凝縮器切分手段51は、吸込(低圧)側の温度センサ信号(T2)の単位時間当たりの信号変化率(長期間)を演算する変化率演算手段と、この変化率と予め定められた閾値A(A3)とを比較する比較手段と、を備えることができる。
【0089】この構成により、変化率が閾値A(A3)以上のとき蒸発器21の側を選択し、変化率が閾値A(A3)より小なるとき、凝縮器・他側を選択することにより異常検出処理の切り分けができる。また、蒸発器着霜検出手段52は、ステップs53 で除霜と除霜との間隔で吐出(高圧)側の温度センサ信号(T1)および吸込(低圧)側の温度センサ信号(T2)を入力し、ステップs54 で吸込(低圧)側の温度センサ信号(T2)の単位時間当たりの信号変化率(短期間)を演算する変化率演算手段と、この変化率を予め定められた閾値K(K3)と比較する比較手段と、ステップs55 で吐出(高圧)側の温度センサ信号(T1)の単位時間当たりの信号変化率(短期間)を演算する変化率演算手段と、この変化率を予め定められた閾値K(K4)と比較する比較手段と、を備えることができる。
【0090】この構成により、ステップs54 とステップs55 と両比較手段で両変化率がそれぞれ該当する閾値K(K3),(K4) より小のとき、蒸発器21の着霜の異常を検出することができる。また、凝縮/冷媒漏れ切分手段53は、ステップs61 で、吐出(高圧)側の温度センサ信号(T1)の単位時間当たりの信号変化率(長期間)を演算する変化率演算手段と、この変化率を予め定められた閾値A(A4)と比較する比較手段と、を備えることができる。
【0091】この構成により、この変化率が閾値A(A4)より大のとき、凝縮器23の熱交換性能低下の異常を検出し、また、この変化率が閾値A(A4)より小のとき、蒸発器21の冷媒ガス漏れの異常を検出することができる。
(実施例9)実施形態4および実施例5で述べた各切分手段および検出手段を以下に説明する。図4および図22において、オープンショーケース1の冷却系の異常を検出し予防保全を行う異常監視・制御装置6は、ショーケース本体10の温調温度センサT4と、庫内温度センサT6と、外気温度センサT5と、冷凍機2の吐出(高圧)側の圧力センサP1と、を備えることができる。これらのセンサからの信号により、図4に図示される異常監視・制御装置6は、図22のステップs71 で、オープンショーケース1の冷凍機2を設置したときの基礎データとして、以下のデータを採取してメモリに保持する。即ち、圧縮機22の吐出(高圧)側の圧力センサP1の圧力値(P1)、ショーケース1の庫内温度(T6)および温調温度(T4)のそれぞれに対して、除霜動作において、除霜動作停止後の温度が予め定められたF°C、K°Cまで低下する時間を測定し、この測定データをメモリに保持する。
【0092】次に、冷凍機2を設置後の翌日から、運転開始初期データとしてステップs72で、上記ステップs71 で述べた基礎データおよびそのときの外気温度(T5)のデータを採取する。凝縮/蒸発器切分手段61は、ステップs73 で、吐出(高圧)側の圧力センサ信号(P1)(または温度(T1))の単位時間当たりの信号変化率を演算する変化率演算手段と、庫内温度信号(T6)の単位時間当たりの信号変化率を演算する変化率演算手段と、を備え、ステップs74 で、冷凍機設置時に採取した基礎データの内,吐出(高圧)側の圧力センサ信号(P19)(または温度(T1))の信号変化率基礎データを予め定められた係数f1で補正された閾値(A5)の補正演算手段と、を備えることができる。
【0093】かかる構成により、ステップs74 で、演算した吐出(高圧)側の圧力センサ信号(P1)(または温度(T1))の変化率が、ステップs71 で予め採取・保持された基礎データの内,当該データを係数f1で補正した閾値(A5)以上のとき、凝縮器23側を選択することにより異常検出処理の切り分けができる。また、凝縮器性能低下検出手段62は、ステップs75 で吐出(高圧)側の圧力センサ信号(P1)(または温度(T1))と予め定められた閾値G(G3)とを比較する比較手段と、ステップs76 で吐出(高圧)側の圧力センサ信号(P1)(または温度(T1))の変化率を予め定められた閾値H(H3)と比較する比較手段と、を備えることができる。
【0094】かかる構成により、ステップs77 で、ステップs75 の比較手段とステップs76の比較手段の比較結果が共に閾値G(G3),閾値H(H3)以上のとき、凝縮器23の熱交換性能低下の異常を検出することができる。この結果、昼夜または季節による周囲環境変動による影響が低減し、凝縮器23の目詰まりなどによる熱交換性能低下の検出精度を向上させることができる。
【0095】また、外気温度異常確認手段63は、ステップs81 あるいはステップs91 で外気温度(T5)と予め定めた閾値B1と比較し、ステップs82 あるいはステップs92 で閾値HB3以上のとき、外気温度(T5)の異常を確認することができる。即ち、例えば、空調の設定温度が不適切などにより、店内の温度が高いことが判定でき、オープンショーケース1や冷凍機2における異常あるいは故障との切り分けを行うことが可能となる。
【0096】また、冷媒漏れ/蒸発器切分手段64は、ステップs83 で, 除霜動作後の温調温度(T4)が予め定められた温度F°Cまで降下するに要する時間データを1日分採取し、ステップs84 で, この時間データの最大値と最小値との差、即ち、最大偏差ΔTを測定・演算する最大偏差ΔT演算手段と、ステップs85 で, 冷凍機2設置時に採取された当該ΔT基礎データを予め定められた係数f3で補正する補正演算手段と、最大偏差ΔT演算手段および補正演算手段の両値を比較する比較手段と、を備えることができる。
【0097】かかる構成により、ステップs85 で, 最大偏差ΔTの測定データが予め定められた係数f3で補正された当該基礎データ値以上のとき、冷媒ガス漏れの側を選択することにより異常検出処理の切り分けができる。また、冷媒ガス漏れ検出手段65は、ステップs86 で冷媒漏れ/蒸発器切分手段64がステップs85 で冷媒ガス漏れ側を予め定められた規定回数n1回連続して選択したとき、冷媒ガス漏れ異常を検出することができる。この結果、庫内14が全く冷えない故障状態になる前にユーザあるいはサービスマンにより適切な処置を行うことができる。
【0098】また、ハニカム/蒸発器切分手段66は、ステップs93 で、除霜動作後の庫内温度(T6)が予め定められた温度K°Cまで降下するに要する時間データを1日分採取し、この時間データの最大値と最小値との差、即ち、最大偏差ΔT'を測定・演算する最大偏差ΔT'演算手段と、除霜動作後の温調温度(T4)が予め定められた温度K°Cまで降下するに要する時間データを1日分採取し、この時間データの最大値と最小値との差、即ち、最大偏差ΔT"を測定・演算する最大偏差ΔT"演算手段と、この温調温度(T4)の最大偏差ΔT"を予め定められた係数f4で補正する補正演算手段と、庫内温度(T6)の最大偏差ΔT'と補正された温調温度(T4)の最大偏差ΔT"の両値を比較する比較手段と、を備えることができる。
【0099】かかる構成により、この庫内温度(T6)の最大偏差ΔT'が予め定められた係数f4で補正された温調温度(T4)の最大偏差ΔT"以上のときハニカム側を選択することにより異常検出処理の切り分けができる。この結果、冷媒ガス漏れ異常による庫内温度(T6)異常と同じ様な傾向となるショーケースの吹き出し口(ハニカム部)11の目詰まりとの切り分けができ、このハニカム11の目詰まりの検出精度を向上させることができる。
【0100】また、ハニカム目詰検出手段67は、上記ステップs93 のハニカム/蒸発器切分手段66がハニカム側を予め定められた規定回数n2回連続して選択したとき、ステップs93 で ハニカム目詰まりの異常をを検出することができる。また、蒸発器着霜検出手段68は、ステップs96 で、庫内温度信号(T6)の単位時間当たりの信号変化率を演算する変化率演算手段と、上述のステップs71 の冷凍機設置時に採取した基礎データの内,庫内温度信号(T6)の信号変化率の基礎データを予め定められた係数f2で補正された閾値(D3)の補正演算手段と、を備えることができる。
【0101】かかる構成により、庫内温度(T6)の変化率が予め定められた係数f2で補正された基礎データ値以上(より小なる)のとき、蒸発器21の着霜の異常を検出することができる。
(実施例10)また、凝縮器性能低下検出手段32,42,(53),62 は、図12において、凝縮器23の冷却フィンの前後に温度センサT7,T8 を配備することができる。
【0102】かかる構成により、その両センサT7,T8 の温度差より凝縮器23の目詰まり異常を検出することができる。また、冷媒ガス漏れ検出手段36,(43),(53),65 は、蒸発器21の出入り口の配管部に図5に図示省略された温度センサを備えることができる。かかる構成により、その両センサの温度差より冷媒冷媒ガス漏れ異常を検出することができる。
【0103】また、冷媒ガス漏れ検出手段36,(43),(53),65 は、図16において、吐出(高圧)側の圧力(P1)または温度センサ(T1)あるいは吸込(低圧)側の圧力(P2)または温度センサ(T2)を備えることができる。かかる構成により、このいずれかのセンサ(P1,T1,P2,T2) が検出する検出信号のバラツキ幅より冷媒ガス漏れ異常を検出することができる。
【0104】また、測定データの採取は、周囲環境の変動の少ない夜間に測定することがが好ましい。かかる構成により、周囲環境の変動の少ない夜間に測定することにより、測定データが安定し、検出精度の向上と安定な異常検出ができる。
【0105】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、オープンショーケースに設置される各温度センサからの温度信号と、冷凍機に設置される各温度センサからの温度信号と圧力センサからの圧力信号をもとに、4 つの異常発生要因、即ち、(1) 蒸発器に一定量以上の霜の付着(2) 凝縮器の熱交換性能が一定量以上低下(3) 冷凍機とショーケースの冷媒ガスが漏れまたは不足(4) ショーケースのハニカム部に一定量以上のゴミ、ホコリが付着を比較的少ないセンサの追加で監視し、冷却系統の異常を自動的に検出し、メンテナンスを容易にし、冷却系の予防保全手段を備えるオープンショーケースを提供することができる。
【出願人】 【識別番号】000005234
【氏名又は名称】富士電機株式会社
【出願日】 平成11年11月9日(1999.11.9)
【代理人】 【識別番号】100088339
【弁理士】
【氏名又は名称】篠部 正治
【公開番号】 特開2001−133099(P2001−133099A)
【公開日】 平成13年5月18日(2001.5.18)
【出願番号】 特願平11−318351