冷冻机的运转管理装置 技术领域 本发明涉及一种冷冻机的运转管理装置， 特别是涉及一种对设置在超市等店铺内 的多个陈列柜、 冷藏柜、 冷冻柜及空调机等具有制冷循环的制冷制热设备的除霜时间进行 控制， 以免超过规定的最大负荷的冷冻机的运转管理装置。
背景技术
在超市等店铺中， 通过冷冻机的运转管理装置， 对设置在店铺内的陈列柜和空调 机等具有制冷循环装置的多台制冷制热设备的运转状态进行统一控制。 制冷循环通常是将 压缩机、 冷凝器、 减压装置及蒸发器连接成环状的循环。 如果在进行制冷运转时蒸发器上结 霜， 则因为蒸发器的导热性下降而导致冷却效率下降。 在空调机的制冷运转中， 因为蒸发器 在 15°左右的温度下工作， 比冷藏装置和冷冻装置温度高， 所以很少结霜。但是， 在制热运 转中蒸发器在 0°以下的温度下工作， 所以会结霜。
目前， 在对多台制冷制热设备进行除霜时， 将该多台制冷制热设备分组， 对每组进 行除霜定时控制 ( 例如专利文献 1)。 这样通过对制冷制热设备进行分组来设定每组的除霜 时间和除霜周期， 相比对每台制冷制热设备进行设定， 能够省时省力。
现有技术文献
专利文献
专利文献 1 ： ( 日本 ) 特开 2008-111625 号公报 发明内容 发明要解决的技术课题
但是， 在上述专利文献 1 所公开的除霜控制中， 没有考虑到除霜之后为了使陈列 柜内部再度冷却而进行恢复工作 ( 降温运转 ( プルダウン )) 时制冷制热设备的用电负荷 ( 消費電力 )， 例如， 在被电力公司设定了用电负荷的上限值的店铺中， 如果由该降温运转 引起的用电负荷的增加与由店铺营业引起的用电负荷的增加一致， 则有可能导致使用电负 荷超过设定的上限值。
所以， 本发明提供一种冷冻机的运转控制装置， 能够进行用于实现考虑了降温运 转时所增加的用电负荷的制冷制热设备的运转控制， 以免超过规定的最大负荷。
用于解决技术课题的方案
为了解决上述技术课题， 本发明具有以下特征。 首先， 本发明的冷冻机的运转管理 装置， 在一家店铺内设有多个构成有至少使用了压缩机、 冷凝器、 减压装置及蒸发器的制冷 循环的制冷制热设备， 所述制冷制热设备构成为能够利用冷媒在所述蒸发器中蒸发时的吸 热作用冷却被冷却物， 该运转管理装置对多个所述制冷循环中的每一个制冷循环的所述蒸 发器的除霜进行控制， 所述冷冻机的运转管理装置的特征在于， 还具有 ： 存储部， 储存多个 所述制冷循环中的每个制冷循环的除霜开始时间或者除霜结束时间， 以及除霜结束后所述 制冷制热设备进行降温运转所需的用电负荷 ； 用电负荷预测部， 预测所述店铺的每规定时
间的至少包括多个所述制冷循环的用电负荷的用电负荷 ； 除霜变更控制部， 对所述除霜开 始时间或者所述除霜结束时间进行变更， 以便在进行所述降温运转时， 所述用电负荷预测 部预测的用电负荷与所述存储部储存的所述降温运转时的用电负荷相加得出的合计预测 用电负荷不超过由所述店铺预先设定的用电负荷的上限值。
根据本发明的冷冻机的运转管理装置， 通过对每个制冷循环的除霜开始时间或除 霜结束时间进行控制， 能够进行在店铺的营业所消耗的预测用电负荷上考虑增加了除霜后 进行降温运转时的用电负荷的冷冻机的运转， 因此， 在被电力公司设定了用电负荷上限值 的店铺中， 能够抑制店铺的用电负荷与由于进行降温运转所引起的用电负荷之和超过预先 设定的上限值。在这种情况下， 部分制冷循环的用电负荷也可以不被预测所适用。
另外， 在本发明的冷冻机的运转管理装置中， 优选当所述合计预测用电负荷超过 由所述店铺预先设定的用电负荷的上限值时， 所述除霜变更控制部将多个所述制冷循环中 的一个制冷循环的所述除霜开始时间或者所述除霜结束时间与其他所述制冷循环的所述 除霜开始时间或者所述除霜结束时间调换。
多个制冷循环根据所设置的设备和所使用的方式不同而用电负荷也各不相同。 根 据本发明的冷冻机的运转管理装置， 即使合计预测用电负荷超过所述店铺预先设定的用电 负荷的上限值， 也能够通过在用电负荷各异的多个制冷循环之间调换除霜开始时间或除霜 结束时间， 抑制店铺营业所引起的实际用电负荷与进行降温运转所产生的用电负荷之和超 过预先设定的上限值。 另外， 在本发明的冷冻机的运转管理装置中， 优选使所述存储部进一步将所述店 铺的一天二十四小时的用电负荷按照每三十分钟来划分， 并将所述每三十分钟的用电负荷 的积分值作为过去的用电负荷来储存。
根据本发明的冷冻机的运转管理装置， 基于存储部所储存的过去的按照每三十分 钟划分的用电负荷能够预测合计预测用电负荷， 因此， 能够预测更加详细的合计预测用电 负荷。
另外， 在本发明的冷冻机的运转管理装置中， 优选使所述存储部储存与所述店铺 的室温或外部气温及所述室温或外部气温的变化对应的每规定时间的用电负荷， 所述用电 负荷预测部基于被测定的所述店铺的室温或外部气温和所述室温或外部气温的变化， 以及 所述存储部储存的与所述店铺的室温或外部气温及所述室温或外部气温的变化对应的每 规定时间的用电负荷， 对所述每规定时间的合计预测用电负荷进行预测。
根据本发明的冷冻机的运转管理装置， 在预测合计预测用电负荷时， 能够考虑被 测定的店铺的室温或外部气温及室温或外部气温的变化之间的关系， 因此能够预测更准确 的合计预测用电负荷。
另外， 在本发明的冷冻机的运转管理装置中， 优选使所述存储部储存与气候及所 述气候的变化对应的每规定时间的用电负荷， 所述用电负荷预测部基于被测定的气候和所 述气候的变化， 以及所述存储部储存的与所述气候或所述气候的变化对应的每规定时间的 用电负荷， 对所述每规定时间的合计预测用电负荷进行预测。
根据本发明的冷冻机的运转管理装置， 在预测用电负荷时， 能够考虑被测定的气 候及气候的变化与被存储部储存的气候及气候的变化之间的关系， 因此能够预测更准确的 用电负荷。
另外， 在本发明的冷冻机的运转管理装置中， 优选使所述存储部以最新预测所述 合计预测用电负荷的时间为基准， 储存有过去一年内的每规定时间的用电负荷。
根据本发明的冷冻机的运转管理装置， 能够与过去一年的用电负荷数据作对照并 参照， 因此对用电负荷的预测更加准确。
另外， 在本发明的冷冻机的运转管理装置中， 优选使所述用电负荷预测部以最新 预测所述用电负荷的时间为基准， 参照所述存储部储存的至少过去十天内每规定时间的用 电负荷的平均值， 对所述每规定时间的合计预测用电负荷进行预测。
根据本发明的冷冻机的运转管理装置， 通过利用过去十天的用电负荷平均值预测 合计预测用电负荷， 因此能够更加准确地预测用电负荷。
另外， 在本发明的冷冻机的运转管理装置中， 优选使所述用电负荷预测部以最新 预测所述用电负荷的时间为基准， 预测至少未来三小时的所述每规定时间的合计预测用电 负荷。
根据本发明的冷冻机的运转管理装置， 由于能够至少预测到未来三小时的合计预 测用电负荷， 因此容易掌握用电负荷的变化倾向， 并且容易进行除霜开始时间和或除霜结 束时间的变更。
另外， 在本发明的冷冻机的运转管理装置中， 优选使所述用电负荷预测部对于所 述合计预测用电负荷的预测以最新预测所述合计预测用电负荷时间为基准每一小时进行 一次。
根据本发明的冷冻机的运转管理装置， 由于每一小时预测合计预测用电负荷， 因 此在气温突变和天气突变的情况下也能够修正合计预测用电负荷， 能够预测更准确的用电 负荷。
另外， 在本发明的冷冻机的运转管理装置中， 优选使所述除霜变更控制部具有 ： 计 算部， 获取所述制冷制热设备的设备信息， 基于所述制冷制热设备的设备信息， 计算出对应 的所述制冷制热设备的除霜时间和除霜周期 ； 组设定部， 基于由所述计算部计算出的所述 除霜时间和除霜周期， 设定多个所述除霜时间和除霜周期的一致的所述制冷制热设备的集 合即组 ； 组信息存储部， 储存由所述组设定部设定的所述组的至少包含用电负荷的组信息 ； 除霜控制部， 基于所述组信息存储部所储存的包含在所述组信息中的用电负荷， 按照每一 所述组， 确定顺序并且对属于所述组的制冷制热设备进行除霜控制。
在本发明的冷冻机的运转管理装置中， 运转管理装置计算出多个制冷制热设备的 除霜时间和除霜周期， 基于该除霜时间和除霜周期， 设置多个作为除霜时间及除霜周期一 致的制冷制热设备的集合的组。进一步， 运转管理装置储存作为与设定的组相关的信息即 除霜组信息。 根据本发明的冷冻机的运转管理装置， 进行上述的组设定的结果， 能够基于除 霜组情报， 在不同的时间对每个组的所属于该组的制冷制热设备进行除霜， 从而能够防止 制冷制热设备在降温运转时的用电负荷过大， 进而防止店铺的总用电负荷超过上限值。
另外， 在本发明的冷冻机的运转管理装置中， 优选使所述除霜变更控制部具有第 一组再设定部， 该第一组再设定部在属于所述组中的一组的所述制冷制热设备在进行降温 运转时的用电负荷的合计值为由所述店铺预先设定的用电负荷的上限值以上的情况下， 将 所述一组拆分并设定新组。
根据本发明的冷冻机的运转管理装置， 在由组设定部设定的规定组所属的制冷制热设备进行降温运转时的用电负荷的合计值在阈值以上的情况下， 运转管理装置将该规定 组拆分并设定新组。 因此， 能够防止制冷制热设备在进行降温运转时用电负荷过大， 进而防 止店铺的总用电负荷超过上限值。
另外， 在本发明的冷冻机的运转管理装置中， 优选使所述除霜变更控制部具有第 二组再设定部， 该第二组再设定部在通过制冷配管连接在一个冷冻机制冷装置上的所有制 冷制热设备只属于一组的情况下， 将所述一组拆分并设定新组。
根据本发明的冷冻机的运转管理装置， 在通过制冷配管与一个冷冻机连接的所有 制冷制热设备只属于规定组的情况下， 运转管理装置将该规定组拆分并设定新组。 因此， 能 够防止因与一个冷冻机连接的所有制冷制热设备同时进行降温运转而使制冷制热设备的 用电负荷过大， 进而能够防止店铺的总用电负荷超过上限值。
另外， 在本发明的冷冻机的运转管理装置中， 优选使所述除霜变更控制部具有第 三组再设定部， 该第三组再设定部在预先设定的时间内所有所述制冷制热设备的除霜没有 结束的情况下， 将所述组中的两个以上的所述组结合而设定新组。
根据本发明的冷冻机的运转管理装置， 在与各组分别对应的除霜周期中最小的除 霜周期的时间内， 如果所有制冷制热设备的除霜没有结束， 则运转管理装置结合两个以上 的组而设定新组。因此， 能够防止属于多个组的制冷制热设备同时进行降温运转而使制冷 制热设备的用电负荷过大， 进而防止店铺的总用电负荷超过上限值。 另外， 在本发明的冷冻机的运转管理装置中， 优选使所述除霜变更控制部具有进 行以下两种工作中的至少一种工作的第四组再设定部， 所述两种工作中的一种工作为 ： 使 设置有所述制冷制热设备的店铺中除所述制冷制热设备以外的设备的用电负荷与所述制 冷制热设备的用电负荷之和达到最大的时间所对应的所述组所属的所述制冷制热设备的 至少一部分分到其他组 ； 所述两种工作中的另一种工作为 ： 将设置有所述制冷制热设备的 店铺中除所述制冷制热设备以外的设备的用电负荷与所述制冷制热设备的用电负荷之和 达到最大的时间所对应的所述组的所述时间和与其他组对应的所述时间进行调换。
根据本发明的冷冻机的运转管理装置， 在店铺的总用电负荷达到峰值的时间段， 如果存在进行降温运转的制冷制热设备所属的组， 则运转管理装置进行在以下工作中进行 任一种工作。一种工作为 ： 使属于该组的制冷制热设备的至少一部分分到其他组 ； 另一种 工作为 ： 将在店铺的总用电负荷达到峰值的时间段进行降温运转的制冷制热设备所属的组 所对应的除霜时间段和其他组所对应的除霜时间段调换。因此， 能够使店铺的总用电负荷 下降。
附图说明
图 1 为表示第一实施方式的店铺的示意图。 图 2 为作为制冷制热设备的空调机的示意图。 图 3 为作为制冷制热设备的陈列柜的示意图。 图 4 为冷冻系统的示意图。 图 5 为表示伴随冷冻机的降温运转的负荷与制冷制热设备的温度之间关系的曲 图 6 为表示店铺一天的负荷变化的曲线图。7线图。
CN 102472541 A
说明书5/13 页图 7 为除霜变更控制所需的数据表的示意图。
图 8A 为除霜变更控制在变更前的状态的示意图， 图 8B 为变更后的状态的示意图。
图 9A 为表示除霜变更控制在变更前的状态的柱状图， 图 9B 为表示变更后的状态 的柱状图。
图 10A 为除霜变更控制在变更前的状态的示意图， 图 10B 为变更过程的示意图， 图 10C 为变更后的状态的示意图。
图 11A 为表示除霜变更控制在变更前的状态的柱状图， 图 11B 为表示变更过程的 柱状图， 图 11C 为表示变更后的状态的柱状图。
图 12 为第二实施方式所涉及的店铺的示意图。
图 13 为第二实施方式所涉及的运转管理装置的构成图。
图 14 为基于第二实施方式所涉及的店铺的总用电负荷进行分组的一个例子的示 意图。
图 15 为第二实施方式所涉及的店铺总的用电负荷随时间变化的第一例的示意 图。
图 16 为第二实施方式所涉及的店铺总的用电负荷随时间变化的第二例的示意 图。 具体实施方式 以下， 参照实施方式和附图， 对用于实施本发明的方式进行详细说明。 需要说明的 是， 以下实施方式只是为了说明将本发明的技术思想具体化的冷冻机的运转管理装置的一 个例子， 其意图不在于将本发明限定在该实施方式所记载的冷冻机的运转管理装置， 本发 明也同样适用于包含在权利要求书的其他实施方式。
第一实施方式
店铺用制冷制热设备包括用于冷藏和冷冻的陈列柜， 设置在厨房或后勤作业区 ( バツクヤ一ド ) 的冷藏柜、 冷冻柜， 店铺用空调机等。例如， 以陈列柜为例， 在室外或屋顶 上配置具有压缩机和冷凝器的室外机组， 在店内配置具有蒸发器和减压装置的室内机组。 通常， 多个室内机组通过制冷配管被设置成与该单一室外机组并联从而构成制冷循环。另 外， 在店铺中还设置有多个未图示的照明、 加热炊具等消电设备。
第一实施方式对以下情况进行说明。如图 1 所示， 作为店铺 10 以超市为例， 设置 有作为室外机组的七台冷冻机 12A ～ 12G( 以下， 在没有必要对冷冻机 12A ～ 12G 进行区分 时简单表示为 “冷冻机 12” )， 以及分别与各冷冻机 12 连接的作为室内机组的制冷制热设备 13， 该制冷制热设备 13 分别设有一至四台。需要说明的是， 在第一实施方式中， 作为制冷制 热设备 13 以设置在店铺 10 中的陈列柜 13A ～ 13C， 13G 以及空调机 13D ～ 13E 为例进行说 明。
各冷冻机 12 通过信号线 15 与冷冻机的运转管理装置 11 连接。运转管理装置 11 进行如下管理 ： 例如， 对各陈列柜 13A ～ 13C， 13G 以及空调机 13D ～ 13E 进行温度设定值的 夜间用变更信号输出时间的管理， 以及对空调机的运转开始时间、 温度设定值、 制冷或制热 的切换信号的输出、 照明的点亮时间等的管理。 另外， 运转管理装置 11 具有存储部 16、 用电 负荷预测部 17、 除霜变更控制部 18， 其中， 存储部 16 储存各种设定时间和用电负荷等， 用电
负荷预测部 17 对用电负荷进行预测， 除霜变更控制部 18 在管理除霜开始时间的同时， 基于 用电负荷预测部 17 所预测的用电负荷进行除霜开始时间的变更和空调机的温度设定值的 变更信号的输出等。
各冷冻机 12 与各制冷制热设备 13 通过制冷配管 14A ～ 14G( 以下， 在没有必要对 制冷配管 14A ～ 14G 进行区分时简单表示为 “制冷配管 14” ) 连接。需要说明的是， 在第一 实施方式中， 四台冷冻机 12A ～ 12C， 12G 上分别连接有陈列柜 13A ～ 13C， 13G， 三台冷冻机 12D ～ 12E 上分别连接有空调机 13D ～ 13E。由此， 各冷冻机 12、 陈列柜 13A ～ 13C， 13G 以 及空调机 13D ～ 13E 分别通过信号线 15 由运转管理装置 11 进行管理。
如图 2 所示， 作为制冷制热设备 13 的空调机 13D ～ 13F 如下构成 ： 设置有三台作 为冷冻机 12D ～ 12E 的室外机 12D ～ 12F， 作为制冷制热设备 13 的空调机 13D ～ 13F 分别 通过制冷配管 14D ～ 14F 与各室外机 12D ～ 12F 连接， 其中空调机 13D ～ 13F 设有二至三 台。然后， 该室外机 12D ～ 12F 和空调机 13D ～ 13F 分别通过信号线 15 与运转管理装置 11 连接， 并由运转管理装置 11 进行管理。
如图 3 所示， 作为制冷制热设备 13 的陈列柜 13A ～ 13C， 13G， 其内部具有蒸发器 21， 利用风扇 24 使通过该蒸发器 21 冷却的空气在陈列柜 13A ～ 13C、 13G 内循环， 从而能够 使陈列柜 13A ～ 13C， 13G 中陈列的生鲜品和冷冻食品等商品处于合适的温度下。该蒸发器 21 设置在每一个陈列柜 13A ～ 13C， 13G 中， 并且与设置在冷冻机 12A ～ 12C， 12G 中的压缩 机 20、 冷凝器 23 及减压装置 22 通过冷媒配管 14A ～ 14C， 14G 呈环状连接， 从而构成制冷循 环。需要说明的是， 因陈列在陈列柜 13A ～ 13C， 13G 中的商品不同而被冷却的温度各不相 同。例如， 鲜鱼、 精肉为 -2℃～ 2℃， 蔬菜水果为 5℃～ 10℃， 每日配送商品、 乳制品、 副食品 为 3℃～ 7℃， 冷冻食品、 冰淇淋为 -18℃～ -22℃左右。并且， 各陈列柜 13A ～ 13C， 13G 因 该制冷温度的不同而耗电有所差异。
在此， 对制冷循环进行说明。如图 4 所示， 制冷循环由各冷冻机 12 具有的压缩机 20 和冷凝器 23 以及构成制冷制热设备 13 的陈列柜 13A ～ 13C， 13G 及各空调机 13D ～ 13F 具有的减压装置 22 和蒸发器 21 构成。需要说明的是， 在如图 4 所示的制冷循环中， 一个压 缩机 20 上连接有四个蒸发器 21， 即四台制冷制热设备 13。因此， 在如图 4 所示的制冷循环 中， 将压缩机 20、 冷凝器 23 及减压装置 22 共用， 存在对应于构成制冷制热设备 13 的陈列柜 13A ～ 13C， 13G 的制冷循环， 即存在四组制冷循环。
在该制冷循环中， 一启动冷冻机 12 的压缩机 20， 就从压缩机 20 排出被压缩机 20 压缩的高温高压的液态冷媒， 进入冷凝器 23 被冷却。被冷却的冷媒处于气液混合状态， 经 由减压装置 22 流入各蒸发器 21 内。在减压装置 22 中， 冷媒由于被减压而绝热膨胀， 从而 温度下降， 进一步在蒸发器 21 中蒸发， 使得气化热被周围吸收， 由此进行制冷制热设备 13 内部的冷却。在该蒸发器 21 中气化的低温低压的冷媒在冷冻机 12 的压缩机 20 中循环。
以下， 对制冷制热设备 13 具有的蒸发器 21 进行说明。如上所述， 蒸发器 21 处于 被冷却的状态。如果在制冷制热设备 13 内循环的空气与该被冷却的蒸发器 21 接触， 则空 气中的水分在蒸发器 21 的表面上冷凝而结霜。由于霜的热传导率低， 因此， 如果在蒸发器 21 上结霜的状态下继续运转， 导致使冷却效率下降。因此， 在制冷制热设备 13 中有必要对 附着在蒸发器 12 上的霜进行清除作业。该清除作业是通过使冷冻机 12 的压缩机 20 的运 转停止并使蒸发器 21 的冷却停止而进行的。此时， 可以通过使风扇 24 的运转持续， 使风继续吹到蒸发器 21， 由此提高除霜效率。此外， 可以通过在蒸发器 21 上设置作为加热机构的 加热器 ( 未图示 )， 来进一步提高除霜效率。除霜结束后， 再次开启冷冻机 12 的压缩机 20 的运转。
在此， 参照图 5 说明除霜结束后的制冷制热设备 13 的温度变化和冷冻机 12 的压 缩机 20 的用电负荷。为了除霜而将冷冻机 12 的运转停止 (OFF)， 虽然冷冻机 12 的用电负 荷下降， 但是制冷制热设备 13 的温度上升。 该冷冻机 12 的停机时间被设定为三十分钟。 然 后， 在除霜结束之后， 为了使制冷制热设备 13 内的上升的温度下降， 再次开启冷冻机 12 的 压缩机 20 的运转 (ON)。因为此时的冷冻机 12 的运转以最大输出功率进行 ( 以下， 称之为 “降温运转” )， 所以用电负荷大幅增加。此后， 制冷制热设备 13 内的温度下降， 当接近设定 的温度时， 控制其保持在恒定温度， 与此同步地， 用电负荷也会反复上升和下降。该除霜每 隔一定时间反复进行。
下面， 参照图 6 说明作为店铺的超市 10 的总用电负荷。图 6 为举例表示普通超市 的用电负荷随时间变化的曲线图。在该曲线中， 在超市开始营业时间 9 点过后的附近出现 第一次高峰 M1。 这是为了营业而开始运转各种设备而引起的。 此后， 用电负荷暂时下降， 但 是在 14 点到 15 点之间出现第二次高峰 M2。这是因为 14 点到 15 点是一天中温度最高的时 间段， 所以为了保持需要冷却的商品的温度， 冷冻机等的运转变得频繁。此后， 用电负荷会 再次暂时下降， 但是 18 点左右用电负荷再次上升， 出现第三次高峰 M3。这是因为顾客的出 入频繁， 需要进行冷却。之后， 随着营业结束时间 (21 点 ) 越来越近， 用电负荷下降。需要 说明的是， 该图中的 θA 是与电力公司签约的最大负荷， 如果超过该值， 则存在因断路器工 作而停电的危险。 需要说明的是， 该曲线图为超市的一个例子， 用电负荷随时间变化的情况 并不局限于此， 出现高峰的次数可以有增有减。
下面， 参照图 5 和图 6 说明冷冻机 12 的用电负荷和超市 10 的用电负荷之间的关 系。如上所述， 陈列柜 13 所具有的蒸发器 21 需要除霜， 进行该除霜作业之后， 必然会进行 为了制冷而使冷冻机 12 的用电负荷骤然上升的降温运转。此时， 在第一实施方式中设置了 七台冷冻机 12， 如果这七台中的多台在同一时间段进行降温运转， 则超市的用电负荷会骤 然上升。
另一方面， 如图 6 所示， 超市 10 的用电负荷也出现波动， 如果该用电负荷的高峰 (M1 ～ M3) 与冷冻机 12 的降温运转重叠， 则超市的用电负荷骤然上升， 有时发生如图 6 的 MO 所示那样超过与电力公司签约的用电负荷的情况。
需要说明的是， 可以考虑预先将除霜时间和用电负荷的高峰时间错开， 图 6 的曲 线图只是用电负荷的一个例子， 并非一定按照该曲线变化， 有时高峰时间根据气温或者顾 客数量会有变化。因此， 很难对应每天的用电负荷而逐一变更除霜时间。因此， 在第一实施 方式的运转管理装置 11 中， 通过除霜变更控制部 18 对除霜开始时间进行变更管理。
首先， 说明除霜开始时间的变更控制所需的数据。 如图 7 所示的数据包括 ： 作为除 霜变更控制所需的数据预先储存在存储部 16 中的冷冻机 12 的相关数据以及超市 10 的用 电负荷等相关数据。此时， 储存在存储部 16 的数据有 ： 各冷冻机 12A ～ 12G 的除霜周期 C、 除霜时间 t、 降温运转时间 Pt、 降温运转时的用电负荷 P、 变更方向、 过去的用电负荷、 过去 的气温及天气变化等。
以下， 对第一实施方式所涉及的各冷冻机的数据进行具体说明。在第一实施方式中设置有七台冷冻机 12， 因此储存有该七台冷冻机 12A ～ 12G 的数据。除霜周期 C 是各冷 冻机 12 以多长时间为周期进行除霜的数据， 根据与各冷冻机 12 连接的制冷制热设备 13 的 使用形式和除霜的必要性， 除霜周期也不同， 大致为三小时至五小时。除霜时间 t 为进行除 霜的时间， 在第一实施方式中将所有的冷冻机 12 的除霜时间 t 设定为三十分钟。降温运转 时间 Pt 为进行降温运转的时间， 在第一实施方式中将所有的冷冻机的降温运转时间 Pt 设 定为三十分钟。
降温运转时的用电负荷 P 是冷冻机 12A ～ 12G 在进行降温运转时所消耗的电量， 因各冷冻机 12A ～ 12G 而异。变更方向根据制冷制热设备的优先程度而确定， 该优先程度 根据制冷制热设备 13 的种类， 特别是根据陈列柜 13A ～ 13C， 13G 中陈列的商品而确定， 需 要总是冷却的生鲜商品等作为优先程度高的商品， 将除霜开始时间变更为提前， 而冷冻商 品和冷藏商品等即使冷却的效率被抑制也很难影响商品的品质， 所以将其作为优先程度低 的商品， 将除霜开始时间变更为滞后。需要说明的是， 当制冷制热设备 13 为空调机 13D ～ 13F 时， 也需要在考虑各空调机 13D ～ 13F 的用电负荷和空调范围的基础上， 设定适当的优 先程度和变更方向。
然后， 用电负荷预测部 17 基于这些储存在存储部 16 的数据计算出预测用电负荷 A。如果根据当天的气温和天气情况对当时的预测用电负荷 A 进行修正， 则能够预测更加详 细的用电负荷， 因此优选根据当天的气温和天气情况修正预测用电负荷 A。 关于预测用电负 荷 A 的计算方法， 将在后面进行叙述。 接着， 对除霜开始时间的变更进行说明。首先， 说明用电负荷预测部 17 对用电负 荷的预测。作为预测的前提， 将一天二十四小时以三十分钟为单位进行划分， 在存储部 16 储存过去每三十分钟的用电负荷。 此时被储存的用电负荷是例如将用电负荷曲线化并将该 用电负荷用三十分钟积分的值。 另外， 求出该被储存的用电负荷在一定期间的平均值， 例如 过去十天内同一时间的三十分钟的用电负荷的平均值， 将该值作为用电负荷 A。 该预测进行 一定时间， 例如预测到未来三小时， 预测用电负荷 A 是根据当天的气温和气候的变化进行 补正而确定的。该补正也能够利用存储部 16 所储存的数据来进行， 也可以通过十天的气温 平均值与当天的气温之差来判断， 或者预先储存用电负荷随天气变化而产生的差异， 由此 能够补正用电负荷的平均值。并且， 作为确定此时的补正值的数据， 如果在存储部 16 中储 存过去一年的用电负荷、 气温及天气， 则能够得到更加详细的补正值， 从而更加准确地预测 用电负荷。
然后， 该预测用电负荷 A 加上存储部所储存的各冷冻机 12A ～ 12G 降温运转时的 用电负荷 P， 判断此时的合计预测用电负荷 AT 在未来三小时内是否会超过与电力公司的契 约的用电负荷 θA。如果合计预测用电负荷 AT 超过签约的用电负荷 θA， 则参照变更优先 程度 ( 变更方向 ) 确定变更除霜开始时间的冷冻机。该变更基于用电负荷预测部 17 预测 到未来三小时的合计预测用电负荷 AT 来进行， 为了能够进行对陈列柜内的商品最合适的 运转， 进而为了进行最合适的空调控制， 对冷冻机 12 的运转进行适当的变更控制。
以下， 参照图 8 ～图 11 对该变更控制进行具体说明。图 8A 所示为对第一实施方 式的冷冻机进行的直到未来三小时的预测。预测时间 T1 ～ T6 为在以三十分钟为单位划分 的时间中除包含当前时间的三十分钟时间段以外的下一个时间段开始计算的时间。 用电负 荷预测值 A1 ～ A6 为与每个预测时间 T1 ～ T6 对应地表示的由过去十天内在同一时间的用
电负荷平均值得出且从现在开始即将消耗的负荷。需要说明的是， 该用电负荷预测值根据 当天的气温和天气等来进行修正。降温运转时的用电负荷 P 表示各冷冻机进行降温运转时 的用电负荷。合计预测用电负荷 AT 为预测用电负荷 A1 ～ A6 加上降温运转时的用电负荷 P(a ～ f) 得到的值。 “合同用电负荷 ( 契約電力 ) 为超过” 用来判断合计预测用电负荷 AT 是否超过与电力公司签约的用电负荷 θA。
变更 ( シフト ) 是基于是否超过该合同用电负荷的判断来进行的。即， 如图 8A 和 图 9A 所示， 在预测时间 T2 和 T3， 由于合计预测用电负荷超过合同用电负荷， 所以需要变更 该时间段的除霜开始时间。因此， 如图 8B 和图 9B 所示， 首先， 在预测时间 T2 需要变更冷冻 机 12B、 12C 和 12G 中的任一个的除霜开始时间。在此观察变更优先程度可知， 冷冻机 12B 和 12C 的变更方向为向下， 冷冻机 12G 的变更方向为向上。此时， 虽然冷冻机 12B 和 12C 的 变更到的预测时间 T3 超过合同用电负荷， 但是冷冻机 12G 的变更到的预测时间 T1 没有超 过合同用电负荷。因此， 将冷冻机 12G 的除霜开始时间变更至预测时间 T1。
同样， 在预测时间 T3 冷冻机 12D 的变更方向为向上， 冷冻机 12E 的变更方向为向 下。此时， 如果将冷冻机 12D 变更至预测时间 T2， 则超过合同用电负荷， 所以将冷冻机 12E 变更至预测时间 T4。 如上所述， 直到未来三小时内合计预测用电负荷 AT 不会超过合同用电 负荷 θA。 以下， 参照图 10 和图 11 对其他实施例进行说明。图 10A 虽然与图 8A 相同， 但是 根据预测的时间段不同， 超市的用电负荷也不同 ( 参照图 6)， 所以超过合同用电负荷的预 测时间也不相同。即， 在如图 10A 和图 11A 所示的举例中， 在预测时间 T2 和预测时间 T6 超 过合同用电负荷。
此时的变更控制需要将预测时间 T2 的冷冻机 12B、 12C 和 12G 变更到任一预测时 间， 但是， 在对这些冷冻机进行变更的情况下， 变更到的预测时间 T1 和 T3 的变更后的合计 预测用电负荷都超过合同用电负荷。此时， 先将冷冻机 12B 向下变更。其次， 因为预测时间 T3 的合计预测用电负荷超过合同用电负荷， 所以将冷冻机 12E 的除霜开始时间变更到预测 时间 T4。 由此， 能够将各冷冻机的除霜开始时间最小程度地变更。 需要说明的是， 此时也可 变更冷冻机 12C 的除霜开始时间。但是， 如果变更冷冻机 12G 的除霜开始时间， 则需要进一 步变更冷冻机 12A 的除霜开始时间， 从而导致降低效率， 因此不优选这种变更。这样一来可 以适当地选择进行变更的冷冻机。
然后， 在预测时间 T6， 因为冷冻机 12F 的变更方向为向上， 所以变更至预测时间 T5。此时， 因为预测时间 T5 的合计预测用电负荷由于冷冻机 12F 的变更而超过合同用电负 荷， 所以对冷冻机 12D 的除霜时间进行变更。此时， 因为冷冻机 12D 的变更方向为向下， 所 以将冷冻机 12D 的除霜开始时间变更到预测时间 T6。即， 此时等于将冷冻机 12D 和冷冻机 12F 的除霜开始时间分别进行了交换。 由此， 直到未来三小时内， 合计预测用电负荷 AT 不会 超过合同用电负荷 θA。
需要说明的是， 在第一实施方式中， 对冷冻机为七台的情况进行了说明， 但是， 如 果店铺面积变大， 则需要设置多个室外机组和室内机组的组合， 对各室外机组按照设定的 周期重复进行除霜。该周期是基于室外机组的能力、 冷冻和冷藏的差异及空调能力等而设 定的。 即使在这样的情况下， 也能够通过重复对除霜开始时间进行适当的变更， 抑制超过合 同用电负荷 θA。此时， 也可以考虑将冷冻机的除霜开始时间变更两个或两个以上预测时
间。这样的情况下， 作为变更的优先程度， 也可以设定能否进行数次变更。另外， 在第一实 施方式中， 除霜变更控制部通过对除霜开始时间进行变更的方式来运转， 但是， 也可以不限 于此， 也可以通过对除霜结束时间进行变更的方式来运转。
第二实施方式
以下， 对第二实施方式进行说明。在第一实施方式中， 预测各冷冻机的用电负荷， 并抑制所预测的用电负荷超过合同用电负荷， 而在第二实施方式中， 根据与各冷冻机连接 的多个制冷制热设备的各种信息， 对与其他冷冻机连接的制冷制热设备进行分组， 从而谋 求抑制用电负荷。 在第二实施方式中说明的情况是 ： 设置三台冷冻机， 并在各冷冻机上分别 连接三台作为制冷制热设备的陈列柜。
图 12 为本发明的第二实施方式所涉及的店铺 10A 整体的大致构成图。图 12 所示 的运转管理装置 11A 设置在超市等店铺 10A 中。该店铺 10A 具有运转管理装置 11A、 冷冻机 12H ～ 12J( 以下有时统称为 “冷冻机 12” ) 及作为制冷制热设备的陈列柜 13a ～ 13i( 以下 有时统称为 “陈列柜 13” )。另外， 在店铺 10A 中， 除上述冷冻机 12 和陈列柜 13 以外， 还设 置有未图示的空调装置的室内机和室外机、 照明和加热炊具等耗电设备。
运转管理装置 11A、 冷冻机 12 及陈列柜 13 用信号线 15 连接。运转管理装置 11A 通过信号线 15 向冷冻机 12 和陈列柜 13 传送控制信号， 从而对陈列柜 13 进行除霜等各种 控制。 运转管理装置 11A 除了对各室内机组输出温度设定值的夜间用变更信号的时间 管理， 以及空调的运转开始时间、 温度设定值、 制冷或制热的切换信号的输出、 照明的点亮 时间的管理等以外， 还进行除霜时间 ( 周期 ) 的管理， 并且进行店铺的总用电负荷的检测、 除霜时间的变更、 空调机的温度设定值的变更信号的输出等。图 2 为运转管理装置 11A 的 构成图。图 2 所示的运转管理装置 11A 包括控制部 25、 存储部 16 及通信部 27。
控制部 25 由例如 CPU 构成， 控制运转管理装置 11A 所具有的各种功能。控制部 25 包括除霜周期和时间计算部 28、 分组处理部 29、 组确认处理部 30 及除霜控制部 31。
存储部 16 储存运转管理装置 11A 中用于控制等的各种信息。存储部 16 包括作为 储存区域的设备信息部 32、 除霜组信息部 33 及历史信息部 34。
通信部 27 与信号线 15 连接， 该通信部 27 通过控制部 25 的控制， 经由信号线 15 向冷冻机 12 及陈列柜 13 传送控制信号， 或者， 从冷冻机 12 和陈列柜 13 接收各种信号。
以下， 对运转管理装置 11A 的工作进行说明， 具体地说明设定多个在对陈列柜 13 进行除霜时除霜时间和除霜周期一致的陈列柜的集合即组的工作。
说明运转管理装置 11A 基于除霜周期和除霜时间进行的分组的工作。控制部 25 中的除霜周期和时间计算部 28 获取储存在存储部 16 中的设备信息部 32 的设备信息。每 一个陈列柜 13 都备有设备信息。 该设备信息包括对应的陈列柜的 ID、 降温运转时的用电负 荷和设定温度、 对应的陈列柜所连接的冷冻机的 ID、 对应的陈列柜周围的温度和湿度、 对应 的陈列柜的收纳物 ( 蔬菜、 鱼、 肉等 ) 及设置地点等各种信息。
除霜周期和时间计算部 28 基于所获取的设备信息计算出对应于该设备信息的各 陈列柜 13 的除霜周期和一次除霜所需的时间 ( 除霜时间 )。例如， 设备信息所包含的设定 温度越低， 除霜周期和时间计算部 28 使除霜周期越短， 使霜时间越长。需要说明的是， 作为 设备信息， 也可以包含各陈列柜的除霜周期和除霜时间。 在这样的情况下， 除霜周期和时间
计算部 28 直接获取各陈列柜的除霜周期和除霜时间。
控制部 25 中的分组处理部 29 进行分组的方式是将对应的除霜周期及除霜时间一 致的陈列柜分为一组。
另外， 分组处理部 29 不只是将对应的除霜周期及除霜时间一致的陈列柜分为一 组， 还可以将对应的除霜周期在规定范围内且除霜时间在规定范围内的陈列柜看作为除霜 周期及除霜时间相同而分在一组。
基于除霜周期及除霜时间进行分组后， 分组处理部 29 生成除霜组信息， 该除霜组 信息使设定的各组的 ID、 所属于该组的陈列柜的 ID、 除霜周期及除霜时间具有对应关系。 而且， 分组处理部 29 在存储部 16 中的除霜组信息部 33 中储存除霜组信息。
然后， 控制部 25 中的组确认处理部 30 从设备信息获取所设定的每组的所属于该 组的陈列柜在降温运转时的用电负荷。接着， 组确认处理部 30 计算出每组的所属于该组的 陈列柜在降温运转时的用电负荷的合计值。 计算出的降温运转时的用电负荷的合计值是所 属于对应的组的陈列柜在降温运转时的用电负荷的合计值。
以下， 说明基于店铺的总用电负荷进行的第一分组工作。 首先， 进行如上所述的陈 列柜的分组处理。此时， 控制部 25 基于与各组分别对应的除霜周期及除霜时间生成除霜的 时间表以免与各组分别对应的除霜时间段不重叠。
组确认处理部 30 获取店铺的总用电负荷到达高峰的时间段 ( 用电高峰段 )。 在存 储部 16 中的历史信息部 34 储存有过去店铺的总用电负荷随时间变化的历史信息， 组确认 处理部 30 基于该历史信息能够特定用电高峰段。
而且， 组确认处理部 30 基于特定的用电高峰段和除霜时间表信息， 判断在用电高 峰段是否进行降温运转。所谓降温运转， 是指在除霜的最后阶段为了使温度上升的陈列柜 内部再次冷却而进行的恢复运转， 耗电量比正常运转时大。
在用电高峰段发生降温运转时， 组确认处理部 30 从所属于用电高峰时进行降温 运转的组的各陈列柜的设备信息中， 提取降温运转时的用电负荷。而且， 组确认处理部 30 计算出提取的降温运转时的用电负荷的合计值 ( 高峰时的组用电负荷 )。
组确认处理部 30 基于历史信息获取处于用电高峰段的店铺的总用电负荷。
并且， 组确认处理部 30 基于历史信息获取处于用电高峰段的前后的除霜时间段 的店铺的总用电负荷。
再有， 组确认处理部 30 将所属于在用电高峰段进行降温运转的组的全部或一部 分陈列柜分到前后的除霜时间段的双方或一方所对应的组。
然后， 组确认处理部 30 根据陈列柜所属的组的变更而生成除霜组信息。而且， 组 确认处理部 30 在除霜组信息部 33 储存所生成的除霜组信息。在对于变更后的每组的除霜 控制结束之后， 组的构成恢复到变更之前的组的构成。
图 14 为基于店铺的总用电负荷进行的第一分组方式的一个例子的示意图。图 15 为店铺的总用电负荷随时间变化的第一例的示意图。在图 14 中， 设定有最初的组 35a ～ 35f。如图 15 所示， 在组 35a ～ 35f 中， 组 35d 在用电高峰段进行降温运转。
此时， 如图 14 所示， 所属于组 35d 的陈列柜 13h 与所属于组 35c 的陈列柜 13g 一 同被分到与组 35c 具有相同的除霜时间段的新组 36a。另外， 所属于组 35d 的陈列柜 13e 与 所属于组 35e 的陈列柜 13f 一同被分到与组 35e 具有相同的除霜时间段的新组 36b。其结果， 店铺的总用电负荷随时间变化的情况如图 15B 所示， 在用电高峰段， 店铺的总用电负荷 变小， 能够抑制超过合同用电负荷 (θA) 的危险的发生。
以下， 说明基于店铺的总用电负荷进行的第二分组工作。 首先， 与上述方式同样地 对陈列柜进行分组处理。此时， 控制部 25 基于与各组分别对应的除霜周期及除霜时间生成 除霜时间表信息以免与各组分别对应的除霜时间段重叠。
组确认处理部 30 获取店铺的总用电负荷到达高峰的时间段 ( 用电高峰段 )。 在存 储部 16 中的历史信息部 34 储存有过去店铺的总用电负荷随时间变化的历史信息， 组确认 处理部 30 基于该信息能够特定用电高峰段。
另外， 组确认处理部 30 从所属于在用电高峰段进行降温运转的组的各陈列柜的 设备信息中， 提取降温运转时的用电负荷。而且， 组确认处理部 30 计算出提取的降温运转 时的用电负荷的合计值 ( 高峰时的组用电负荷 )。
并且， 组确认处理部 30 基于历史信息获取用电高峰段的店铺的总用电负荷。
此外， 组确认处理部 30 基于历史信息计算出所属于在用电高峰段的前后的规定 时间内进行降温运转的组的各陈列柜在进行降温运转时的用电负荷的合计值 ( 高峰时的 组用电负荷 )。
再者， 组确认处理部 30 判断是否存在比高峰时的组用电负荷低的高峰时以外的 组用电负荷。
如果存在比高峰时的组用电负荷低的高峰时以外的组用电负荷， 则组确认处理部 30 将高峰时组用电负荷所对应的组的除霜时间段与高峰时以外的最小的组用电负荷所对 应的组的除霜时间段进行调换。
之后， 组确认处理部 30 根据组的调换生成除霜组信息。而且， 组确认处理部 30 在 除霜组信息部 33 储存所生成的除霜组信息。在对于变更后的每组的除霜控制结束之后， 组 的构成恢复为变更之前的组的构成。
图 16 为店铺的总用电负荷随时间变化的第二例的示意图。在图 16A 中， 组 35c 的 用电负荷比在用电高峰段进行降温运转的组 35d 的用电负荷小， 而且最小。此时， 如图 16B 所示， 将组 35c 所对应的除霜时间段和组 35d 所对应的除霜时间段进行调换， 使处于用电高 峰段的店铺的总用电负荷变小， 从而能够抑制用电负荷超过合同用电负荷 θA 的危险的发 生。
在根据上述顺序对陈列柜进行分组之后， 控制部 25 中的除霜控制部 31 基于存储 部 16 中的除霜组信息部 33 所储存的除霜组信息， 在不同的时间对每组的所属于该组的陈 列柜进行除霜控制。
在上述第二实施方式中， 运转管理装置 11A 进行的工作有 ： 基于陈列柜的用电负 荷进行分组， 基于陈列柜和冷冻机的连接状态进行分组， 基于各组的除霜时间的合计值进 行分组以及基于店铺的总用电负荷进行分组， 但是， 也可以在上述工作中适当选择而进行。 另外， 所述分组顺序能够适当地变更。
附图标记说明
10， 10A ： 店铺 ( 超市 ) ； 11， 11A ： 运转管理装置 ； 12， 12A ～ 12G ： 冷冻机 ( 室外机 ) ； 13 ： 制冷制热设备 ； 13A ～ 13C， 13G ： 陈列柜 ； 13D ～ 13F ： 空调机 ； 14A ～ 14G ： 制冷配管 ； 15 ： 信号线 ； 16 ： 存储部 ； 17 ： 用电负荷预测部 ； 18 ： 除霜变更控制部 ； 20 ： 压缩机 ； 21 ： 蒸发器 ；22 ： 减压装置 ； 23 ： 冷凝器 ； 24 ： 风扇 ； 25 ： 控制部 ； 27 ： 通信部 ； 28 ： 周期和时间计算部 ； 29 ： 分组处理部 ； 30 ： 组确认处理部 ； 31 ： 控制部 ； 32 ： 设备信息部 ； 33 ： 组信息部 ； 34 ： 历史信息 部。