专利名称：橱窗冷却装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一当橱窗冷却负载(除了特别说明，将在下文中仅称作负载)超过冷冻机的负载容量时，能快速消除橱窗过载状态，从而保持商品新鲜度的橱窗冷却装置。
参照图9和
图12来描述一个普通(橱窗冷却装置)的示例。图9是一示出普通(橱窗冷却装置)示例结构的方框图。普通示例大致包括一橱窗组1和一冷冻机6。橱窗组1包括一组平行布置在商店内的橱窗1A、1B、1C…(在下文中仅用“1A…”表示)。每个橱窗1A…包括一蒸发器2A…；一橱窗控制器34A…用来控制接通和断开流向蒸发器34A…的冷冻剂；一作为运行终端以接通和断开冷冻剂流动的电磁阀(图中未示)和一测量从橱窗吹出空气温度的传感器14A…。将吹出空气位置选为橱窗内的一温度测量位置，因为它不受存放商品数量的影响，还因为由控制器引起的温度变化能在那里被最快地显示出来。冷冻机6包括一压缩机9；一冷凝器31；一用于测量压缩机9吸气冷冻剂压力的低压传感器7和一基于测量压力值与相应的设定值之间的偏差、用来控制压缩机9接通和断开的冷冻机控制器12。
蒸发器2A…平行地连接在一起，压缩机9和控制器31与平行连接的蒸发器串联，构成一冷冻循环。基于从相应的温度传感器14A传出的温度信号与相应的设定值之间的偏差，每个控制器34A…控制接通和断开流向相应蒸发器2A的冷冻剂。冷冻剂从压缩机9流出经过冷凝器31再流过每个蒸发器2A…或者使它不能再流动，然后返回压缩机9，以完成循环。如在图中简单示出的那样，一从每个控制器34A…中得到的控制信号被输入至相应蒸发器2A…的前级，以控制冷冻剂流动的接通和断开(详细请参见下述的图10)。
图10是详细示出普通冷冻循环结构的方框图。冷冻循环包括装在冷冻机6内的压缩机9和冷凝机31；装在每个橱窗1A…内的蒸发器2A；相应的电磁阀33A以及相应的温度膨胀阀32A…。
在橱窗1A…中，根据吹出空气温度设定值和从温度传感器14A…测得的温度值之间的偏差，通过控制器34A…控制接通和断开流向蒸发器2A的冷冻剂流动，来实现这个冷冻循环的控制操作(见图9)。即如果偏差值为正(测量值≥设定值)时，电磁阀33A…打开(接通)，而如果偏差值为负(测量值≤设定值)时，电磁阀33A…关闭(断开)，从而接通和断开流向蒸发器2A…的冷冻流动，如图9中所示，在冷冻机6中，根据压缩机9吸气冷冻剂压力的设定值和由压力传感器7测量值之间的偏差，由控制器12控制压缩机9的接通和断开操作。即当压力测量值大于等于设定值或小于设定值时，分别接通和断开压缩机9。因为这是一接通和断开控制，实际的设定值包括设定值的上限和下限。
参照图11中的时间进程图来描述这个普通橱窗冷冻循环的运行。
(1)在时间点①，由于温度传感器14A(图中未示)测量的橱窗1A的吹出空气温度值小于或等于设定值(下限)，通过控制器34A(图中未示)将电磁阀33A关闭(断开)。在这点上，因为压力传感器(图中未示)测量的吸气冷冻剂压力值小于或等于设定值(下限)，压缩机处于静止状态，并且吹出空气温度趋于升高。
(2)在时间点②，橱窗1A的吹出空气温度上升，并且超过设定值(设定值的上限)，使得电磁阀33A打开(接通)。同时，吸气冷冻剂的压力测量值变得大于或等于设定值(上限)，以启动压缩机。橱窗1B和1C的吹出空气温度也随着升高，并且变得大于或等于设定值(上限)以使电磁阀33B和33C打开。从而，冷冻机冷却橱窗1A…以降低吹出空气温度。
(3)在时间点③，首先，橱窗1A的吹出空气温度变得低于设定值，使得电磁阀33A关闭。随后电磁阀33B和33C关闭。
(4)在时间点④，所有的电磁阀都关闭了，并且一泵实现了降压抽气运行，这样处于蒸发器2A…和冷冻机之间的冷冻剂被冷冻机收集。
(5)在时间点⑤，吸气冷冻剂的压力测量值变得小于或等于设定值(下限)使得压缩机停止。
图12(a)和(b)分别示出压缩机的运行和停机，以及橱窗吹出空气温度的暂时变化。在图12(a)中，压缩机交替地、连续地运行和停机(打开和关闭)，在图12(b)中，吹出空气温度围绕着设定值变化。在这里省略示出设定值的上限和下限。
通常，为了有效地运行橱窗和保持商品的新鲜度，橱窗的负载和冷冻机的负载容量必须平衡。实际技术很难准确地、实用地测量负载，因此这个平衡问题已阻碍了橱窗的合理运行。因此，作为一个实际的解决办法，当这些橱窗的负载已超过冷冻机的负载容量时，可用测量来快速检测并消除橱窗上的过载。
本发明的一个目的是提供一橱窗冷却装置，以便当橱窗的负载超过冷冻机的负载容量时可快速消除过载状态，从而保持商品的新鲜度。
本发明包括一个、两个或多个橱窗，它是根据在装置内预定位置上的空气温度与相应的设定值之间的偏差、通过一电磁阀来控制接通和断开流向一蒸发器的冷冻剂流的；一普通的冷冻机，它与橱窗一起构成一冷冻循环以及一用来控制橱窗和冷冻机的综合控制器，其中综合控制器包括一用来检测橱窗冷却负载超过冷冻机负载容量的过载检测器。
过载检测装置最好基于以下因素进行检测(a)一在冷冻机内变换器压缩机的吸气冷冻剂压力在一定时间内测得的平均值以及有关控制变换器压缩机转数的相应压力设定值，(b)一电磁阀运行率，它是有关给定时间范围内的电磁阀打开时间的比率，以及一相应的设定值(例如探测是基于每个电磁阀的运行率的平均值已超过相应的设定值这个事实，或基于一电磁阀指定数的运行率已超过了相应的设定值这个事实)，或(c)在装置内预定位置处的空气温度(例如一空气吹出口)与相应的设定值之间偏差的指定值已超过了预定值。
另外，本发明包括一个、两个或多个橱窗，系根据在装置内预定位置上的空气温度与相应的设定值之间的偏差、通过一电磁阀来控制接通和断开流向一蒸发器的冷冻剂流的；一普通的冷冻机，它与橱窗一起构成一冷冻循环以及一用来控制橱窗和冷冻机的综合控制器，其中综合控制器包括一过载控制器，一旦橱窗的冷却负载超过了冷冻机的负载容量，它通过一给定值和在一给定时间范围内，按照一预定的优先顺序，用来积累地升高橱窗温度设定值。
优先顺序最好是根据以下的因素而被指定(a)橱窗装置的号码，(b)橱窗需要冷却必要程度的上升顺序，或(c)对于所有的橱窗都按同样的顺序，或(d)当根据每个电磁阀运行率与相应的设定值而检测出橱窗过载时，按橱窗的电磁阀运行率的上升顺序。
因此，本发明可以使用过载检测装置以检测出橱窗的冷冻负载已超过了冷冻机的负载容量。还可以使用过载控制装置通过一给定值在一定时间范围内，来积累地升高橱窗的温度设定值，其中，给定值必须在能使保持商品新鲜度的范围之内。因此过载控制装置也可用来消除过载状态。
过载是根据(a)一在冷冻机内变换器压缩机的吸气冷冻剂压力在给定时间范围内测得的平均值超过了设定值，(b)每个电磁阀运行率，(例如每个电磁阀的平均运行率或者至少电磁阀的一给定数目的运行率)超过了设定值，或(c)在装置内预定位置处的空气温度(例如一空气吹出口)与相应的设定值之间偏差已超过了预定值来检测的。
另外，通过一给定值和在一给定时间范围内，过载控制器用来积累地升高橱窗温度设定值，其中指定值必须在使商品能保持新鲜度的范围内。优先顺序系根据(a)橱窗装置的号码(例如按它们排放的顺序)，(b)按橱窗所需冷却程度的上升顺序，(c)对于所有的橱窗都按同样的顺序，或(d)当根据电磁阀运行率而检测出橱窗过载时，按橱窗的电磁阀运行率的上升顺序。
根据本发明，可得到以下的预期效果。
(1)对于在指示器上所指示的“过载状态”可以通过过载检测和控制(消除操作)来合理地控制冷冻机的运行。因此，本发明可以应付周围温度或湿度的变化，并且将对冷冻机负载容量要求减至最小，从而降低了装置的成本，并且可以保持商品的新鲜度。
(2)过载是根据以下因素而被检测到的(a)一变换器压缩机的吸气冷冻剂压力在给定时间范围内测得的平均值超过了设定值，(b)每个电磁阀运行率，例如每个电磁阀的平均运行率或者至少电磁阀的一给定数目的运行率，已超过了设定值，或(c)在装置内预定位置处的空气温度(例如一空气吹出口)与相应的设定值之间偏差已超过了预定值。因此，可以简单而实际地使用所有这些过载检测方法，并且可以根据普遍的情况选择最合适的方法。
(3)根据一预定的优先顺序来提供过载控制，并且用一给定时间范围内给定值，来升高橱窗的温度设定值。优先顺序根据(a)正常的排列顺序，例如，使用橱窗装置的号码，(b)橱窗所需冷却程度的上升顺序，(c)对于所有的橱窗都按同样的顺序，或(d)按橱窗的电磁阀运行率的上升顺序，特别在当根据电磁阀运行率而检测出橱窗过载时。因此，可以简单而实际地使用所有这些过载控制方法，并且可以根据普遍的情况选择最合适的方法。
图1是示出本发明第一实施例结构的方框图；图2是详细示出第一实施例一综合控制器内部结构的方框图；图3是示出本发明第二实施例结构的方框图；图4是详细示出第二实施例一综合控制器内部结构的方框图；图5是详细示出第二实施例一综合控制器改进型内部结构的方框图；图6是示出本发明第三实施例结构的方框图；图7是详细示出第三实施例一综合控制器内部结构的方框图；图8是示出一压缩机转数指令计算部和一冷冻机结构的方框图；图9是示出一普通结构的方框图；图10是详细示出一普通冷冻循环结构的方框图；图11是示出普通冷冻循环操作的时间进程图；图12a是示出压缩机启动和停机时的时间进程图；和图12b是示出吹出空气温度的时间进程图。
本发明的两个实施例都参照示出它们各自结构的方框图来进行说明。图1是示出第一实施例结构的方框图。图2是详细示出一综合控制器内部结构的方框图。在图1中，将一与现有技术的控制器相同的综合控制器35安装在一橱窗组1和一冷冻机6之间，以便综合、有效地控制橱窗和冷冻机。综合控制器35包括一过载检测部43、一过载控制部46和一转数指令计算部5。过载检测部43检测橱窗冷却负载已超过冷冻机的负载容量，并在给定时间范围内完成一检测操作。根据一预定优先顺序，通过给定时间范围内的一给定值，过载控制部46累积地升高橱窗的温度设定值，其中，一旦橱窗的冷却负载超过冷冻机的负载容量，给定值必须在能维持商品新鲜度的范围内。从而，过载控制部46能消除过载状态。根据压缩机9的吸气冷冻剂压力设定值和一实际压力信号(由压力传感器7测定的压力)间的偏差，转数指令计算部5测定传送至压缩机9的转数指令(更新的)。
在图2中，过载检测部43包括一压力平均值计算部50和一比较部51。根据从压力传感器7传来的压力信号(一变换器压缩机的吸气压力)，压力平均值计算部50可以测定一定时间内测量到的压力平均值。比较部51将给定时间范围内测量到的压力平均值与每一给定时间范围内的压力设定值进行比较，当平均值超过压力设定值时，便认定(测定)过载，并输出一检测信号。过载控制部46包括一指令部56和一优先设定部57。根据检测信号，通过给定时间范围内的一给定值，指令部56发出指令，以便累积地升高下述的橱窗温度设定值。给定值必须在能保持商品新鲜度的范围内。优先设定部57预定指令发出信号橱窗优先顺序，并且优先顺序通常是由橱窗装置的号码，或者当冷却稍有降低时，由橱窗所需冷却程度的上升顺序(即，对商品新鲜度不利影响大小的上升顺序)决定。这种顺序的一个例子是“蔬菜和水果”，然后是“日常用品”和“鲜鱼和肉”。指令部56累积地、不断地升高橱窗的温度设定值，例如，一旦检测出上述的过载状态，根据一预定的优先顺序，每15分钟升高1°。在这种情况下，在给定时间范围内，一个橱窗的温度或者两个橱窗的温度可以持续升高。这个操作取决于优先顺序的设定。另外，所有橱窗的设定温度值可以仅在三小时内同时提高1°。一旦根据这个指令信号的过载消除操作已消除了过载状态，在接下来的检测过程中将停止从比较部51发出检测信号，也将停止从过载控制部56发出指令信号。
参照图8中的方框图来描述与压缩机9相关的转数指令计算部5，它示出转数指令计算部5和冷冻机6的结构。在图中转数指令计算部5包括一测定压力设定值与一由冷冻机6内压力传感器7测得的压力值之间偏差的偏差装置(由一圆圈表示)和一PID计算器10。通过PID计算器10将这个压力偏差转换成一进入压缩机的转数指令，然后再通过一在冷冻机6侧面的转换器8将它传送进入压缩机9，从而改变了压缩机的转数。通过压力传感器7，压缩机9内吸气冷冻剂的压力值被反馈至转数指令计算装置5内的偏差装置，从而形成一负反馈控制循环，以得到一输入压力的设定值。以这样一种方式控制压缩机的转数，使得压力设定值上升时，它的平均值下降，而压力设定值下降时它的平均值上升。
参照图3至图5说明第二实施例和它的变化。图3是示出第二实施例结构的一方框图。图4是详细示出第二实施例一综合控制器内部结构的方框图。在图3中，一综合控制器36包括一过载检测部44、一过载控制部47和一转数指令计算部5。在图4中，过载检测部44包括一运行率计算部52、一运行率平均值计算部53和一比较部54。过载控制部47包括一指令部56和一优先指定部58。一旦接收了从控制器34A…输出至橱窗1A…(见图3)的电磁阀运行信号，运行率计算部52就测定每一给定时间范围内的运行率(例如，与一给定时间范围相对应的电磁阀的接通时间)。根据每个运行率，运行率平均值计算部53测定它的平均值。比较部54将运行率平均值与相应的设定值进行比较，如果平均值超过设定值，检测为过载并传送一检测信号。一旦接收了由运行率计算部52测定的每个运行率，优先顺序指定部58根据它们的运行率指定橱窗的上升顺序，即每个冷冻机可得到的负载容量的上升顺序。一旦接收到检测信号，根据从优先顺序指定部58传递过来的它们的运行率，按照橱窗的顺序，指令部分56输出一指令信号，即一通过一给定时间范围内的给定值升高橱窗温度设定值的指令，并且这个给定值必须在能够使商品保持新鲜的范围内。如果在一给定时间范围内(例如发出指令后30分钟)仍未消除过载状态，根据它们的优先顺序，将不断地，积累地向橱窗发出相同的指令信号。如果在后来的过载检测过程中已消除了过载状态，将停止输出指令信号。
将参照图5中的方框图对综合控制器(一综合控制器37)的变化例进行解释说明，图5详细地示出了它的内部结构。在图5中一过载检测部45包括一运行率计算部52、一比较部54和一判定部55。一旦收到一从控制器34A…输出至每一橱窗1A…的电磁阀运行信号，如上所述，运行率计算部52测定运行率。比较部将运行率和相应的设定值进行比较，如果运行率超过设定值，输出一信号。当从比较部54输出的信号数变得大于或等于预定值时，例如，已输出一信号(一个橱窗的运行率已超过相应的设定值)，判定部55确定过载状态并输出一检测信号。当不是一个橱窗而是至少两个橱窗的运行率超过了设定值时，可以确定过载状态，并且输出检测信号。在这种情况下过载控制部47的运行与图4中所述的一样，所以在这里省略对它的说明。
将参照示出本发明第三实施例结构的方框图的图6、详细说明一综合控制器内部结构的方框图的图7，来描述第三实施例。在图6中将一综合控制器38安装在橱窗组1和冷冻机6之间。综合控制器38包括一过载检测部48、一过载控制部46和转数指令计算部5，这些部件与第一实施例中的部件相同。如下将详细描述的那样，根据由设置在装置内一给定位置(例如一空气吹出口)上的各个温度传感器14A…所检测到的空气温度与相对应的设定值之间存在的偏差超过了预定值，过载检测部48在每一给定的时间范围内完成检测。如上所述，过载控制部46和转数指令计算部5都与第一实施例中的相同，所以在这里省略了对它们的描述。
在图7中过载检测部48包括比较部54和判定部55。比较部54将每个橱窗空气吹出口处的、从每个温度传感器14A输入的(见图6)空气温度与相应的设定值(空气温度)进行比较，以判定偏差。如果偏差超过预定值，比较部54部检测出过载状态并输出一检测信号。如果从比较部54输出的信号数值变得大于或等于预定值时，例如已输出一信号(在定个橱窗空气吹出口处的空气温度已超过相应的设定值)判定部55就确定过载状态并输出一检测信号。不是一个橱窗而是至少两个橱窗的空气温度超过设定值时，可以确定过载状态并发出一检测信号。在这种情况下的过载控制部46的运行和图2中的一样，所以在这里省略对它的说明。
权利要求
1.一种橱窗冷却装置，它一包括一个、两个或多个橱窗，系根据在装置内预定位置上的空气温度与相应的设定值之间的偏差、通过一电磁阀来控制接通和断开流向一蒸发器的冷冻剂流的；一普通的冷冻机，它与橱窗一起构成一冷冻循环；以及，一用来控制橱窗和冷冻机的综合控制器，其特征在于，综合控制器包括一用来检测橱窗冷却负载超过冷冻机负载容量的过载检测器。
2.一种橱窗冷却装置，它包括一个、两个或多个橱窗，系根据在装置内预定位置上的空气温度与相应的设定值之间的偏差、通过一电磁阀来控制接通和断开流向一蒸发器的冷冻剂流的；一普通的冷冻机，它与橱窗一起构成一冷冻循环；以及，一用来控制橱窗和冷冻机的综合控制器，其特征在于，综合控制器包括一过载控制器，一旦橱窗上的冷却负载超过了冷冻机的负载容量，它通过一给定值和在一给定时间范围内，按照一预定的优先顺序，用来积累地升高橱窗温度设定值。
3.如权利要求1所述的一橱窗冷却装置，其特征在于，过载检测器的检测是根据冷冻机内变换器压缩机的吸气冷冻剂压力在给定时间范围内测得的平均值和在这个时期内提供的与控制变换器压缩机转数有关的相应压力设定值来实现的。
4.如权利要求1所述的一橱窗冷却装置，其特征在于，过载检测器的检测是根椐由相对于给定时间范围的电磁阀打开时间所限定的电磁阀运行率以及与电磁阀运行率相应的设定值来实现的。
5.如权利要求4所述的一橱窗冷却装置，其特征在于，过载检测器的检测是根据每个电磁阀运行率的平均值已超过相应的设定值这个事实来实现的。
6.如权利要求4所述的一橱窗冷却装置，其特征在于，过载检测器的检测是根据一电磁阀指定数的运行率已超过了相应的设定值这个事实来实现的。
7.如权利要求1所述的一橱窗冷却装置，其特征在于，过载检测器的检测是根据在装置内预定位置处的空气温度与相应的设定值之间偏差的指定值已超过了预定值这个事实来实现的。
8.如权利要求2所述的一橱窗冷却装置，其特征在于，优先顺序是根据橱窗装置的号码来确定的。
9.如权利要求2所述的一橱窗冷却装置，其特征在于，优先顺序是根据橱窗所需冷却程度的上升顺序来确定的。
10.如权利要求2所述的一橱窗冷却装置，其特征在于，所有的橱窗都接受相同的优先顺序。
11.如权利要求2所述的一橱窗冷却装置，其特征在于，优先顺序是根据电磁阀运行率和相应的设定值检测出橱窗过载时按橱窗的电磁阀运行率的上升顺序来确定的。
全文摘要
一种橱窗冷却装置,它包括一个、两个或多个橱窗,系根据在装置内预定位置上的空气温度与相应的设定值之间的偏差、通过一电磁阀来控制接通和断开流向一蒸发器的冷冻剂流;一普通的冷冻机它与橱窗一起构成一冷冻循环;以及,一用来控制橱窗和冷冻机的综合控制器,该综合控制器包括一过载检测部、一过载控制部和一转数指令计算部,它能够有效地控制橱窗和冷冻机,从而保持商品的新鲜度及减少能源成本。
文档编号F25DGK1179531SQ97120540
公开日1998年4月22日 申请日期1997年10月8日 优先权日1996年10月9日
发明者中山伸一, 酒井克广, 石山修 申请人:富士电机株式会社