JP5381038B2 - 冷却システム、制御装置及び制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機と異なる機器であり、圧縮機と共に冷媒循環回路を構成する構成機器とを用いる冷却システム、制御装置及び制御プログラムに関する。

従来、冷媒を循環させる冷媒循環回路を使用する冷却システムとして、店舗などの室内空間の空調を行う空調システムや、店舗などに設置されるショーケース内の商品を冷蔵・冷凍する冷蔵・冷凍システムが広く用いられている。
このような冷却システムに使用される冷媒循環回路は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮
機と異なる機器であり、圧縮機と共に冷媒循環回路を構成する構成機器とを有する。ここで、構成機器とは、空調システムにおいては例えば熱交換機であり、冷蔵・冷凍システムにおいては例えばショーケースや凝縮器である。

圧縮機は、圧縮機の吸入圧力（又は吸入温度など）を検出するセンサを有し、当該センサが出力するセンサ値に応じて制御されることが一般的である。このため、圧縮機に設けられるセンサにおいて故障などの異常が発生した場合には、圧縮機を制御不能となる。

圧縮機に設けられるセンサに異常が発生した場合に対処可能な技術として、次のような冷却システムが提案されている（特許文献１参照）。具体的には、特許文献１に記載の冷却システムでは、吸入圧力センサ、吸入温度センサ、吐出圧力センサ及び吐出温度センサの合計４つのセンサが圧縮機に設けられる。

そして、特許文献１に記載の冷却システムでは、上記４つのセンサのいずれか１つに異常が発生した場合、残る３つのセンサが出力するセンサ値を用いて、異常が発生したセンサのセンサ値が補完される。
特開２００２−１８８８７４号公報（請求項１、第１図）

しかしながら、特許文献１に記載の冷却システムでは、次のような問題がある。具体的には、特許文献１に記載の冷却システムでは、圧縮機に多数のセンサを設ける必要があるため、圧縮機の装置規模が増大するとともに制御が複雑になる問題があった。

また、特許文献１に記載の手法では、圧縮機に１つのセンサしか設けられていないような場合に適用できず、圧縮機に設けられたセンサに異常が発生すると圧縮機の運転を適切に継続できなくなる問題があった。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、圧縮機に多数のセンサが設けられていない場合においても、圧縮機に設けられたセンサに異常が発生した際に圧縮機の運転を適切に継続可能とすることが可能な冷却システム、制御装置及び制御プログラムを提供することを目的とする。

本発明の特徴に係る冷却システムは、冷媒を圧縮する圧縮機（圧縮機５１）と、前記圧縮機と異なる機器であり、前記圧縮機と共に冷媒循環回路を構成する少なくとも１つの構成機器（例えば、ショーケース５３，５４，５５…）とを備える。前記冷却システムは、さらに、前記圧縮機に設けられ、前記冷媒の物理量である第１物理量（例えば、吸入圧力）を第１センサ値として検出する圧縮機用センサ（例えば、吸入圧力センサ５１ｄ）と、前記構成機器に設けられ、前記第１物理量から影響を受ける、又は前記第１物理量に影響を与える密接な関係を有する物理量である第２物理量（例えば、庫内温度）を第２センサ値として検出する構成機器用センサ（例えば、温度センサ５３ｂ，５４ｂ，５５ｂ…）と、前記圧縮機を制御する圧縮機制御部（圧縮機コントローラ２０）と、前記圧縮機用センサの異常を検出する異常検出部（異常検出部１３）とを有する。前記圧縮機制御部は、通常運転では前記圧縮機用センサを用いて前記圧縮機を制御しているが、前記異常検出部によって前記異常が検出された場合には、前記圧縮機用センサに代えて、前記構成機器用センサを用いて前記圧縮機を制御する。

このような冷却システムによれば、構成機器に設けられた構成機器用センサは、冷媒の物理量と密接な関係を有する物理量を検出する。ここで、密接な関係とは、一方が変化すればそれに応じて他方も変化する関係を意味する。一例として、圧縮機用センサが圧縮機の吸入圧力を検出し、構成機器用センサがショーケースの庫内温度又は冷媒圧力を検出する場合においては、圧縮機の吸入圧力とショーケースの庫内温度又は冷媒圧力とは密接な関係を有する。すなわち、圧縮機の吸入圧力が低いほどショーケースの庫内温度も低くなる。この場合、圧縮機の吸入圧力が第１物理量に相当し、ショーケースの庫内温度又は冷媒圧力が第２物理量に相当する。

したがって、圧縮機用センサに異常が発生しても、圧縮機用センサに代えて構成機器用センサを用いることによって、圧縮機の運転を適切に継続できる。

ここで、圧縮機用センサは、複数設ける必要が無く、１つのみであってもよい。つまり、圧縮機に多数のセンサを設ける必要がなく、圧縮機の装置規模が増大することを回避できる。また、圧縮機に１つのセンサしか設けられていないような場合において、圧縮機に設けられたセンサに異常が発生しても別機器の構成機器用センサを用いるため圧縮機を制御可能となり、圧縮機の運転を適切に継続できる。

さらに、圧縮機に設けられたセンサに異常が発生した場合に、既存の構成機器に設けられる既存の構成機器用センサを流用して圧縮機を制御することができるため、新たなセンサを追加する必要が無く、センサ数の増大を回避しつつ圧縮機に設けられるセンサに異常が発生した場合に対処可能となる。

上記の特徴に係る冷却システムにおいて、前記構成機器用センサは、複数設けられており、前記構成機器用センサのそれぞれが検出した前記第２センサ値と、前記第１センサ値との相関の関係を表す相関係数を前記第２センサ値毎に算出する相関係数算出部（相関係数算出部１８）をさらに備えることが好ましい。

このような冷却システムによれば、相関係数算出部が算出した相関係数を用いて、種々の制御が実現可能となる。

また、前記構成機器用センサは、複数設けられており、前記構成機器用センサのそれぞれが検出した前記第２センサ値の統計値と、前記第１センサ値との相関の関係を表す相関係数を前記第２センサ値の統計値に対応させて算出する相関係数算出部（相関係数算出部１８）をさらに備えていてもよい。

このような冷却システムによれば、相関係数算出部が算出した相関係数を用いて種々の制御が実現可能となる事に加え、構成機器用センサのセンサ値を送信する局面において全ての構成機器用センサのセンサ値を送信するのではなく、いくつかのセンサ値を纏めて統計値を算出し当該統計値を送信することから、通信線上の通信頻度や送信データ量を削減することができる。

上記の特徴に係る冷却システムにおいて、前記異常検出部によって前記異常が検出された場合に、前記相関係数算出部が相関関数を用いて算出した前記相関係数に基づき、前記構成機器用センサの中から、前記第１センサ値と最も相関の高い前記第２センサ値を検出した前記構成機器用センサを、前記圧縮機の制御に用いる前記構成機器用センサである代替センサとして選択する代替センサ選択部（代替センサ選択部１４）をさらに有することが好ましい。

このような冷却システムによれば、代替センサ選択部は、構成機器用センサの中から、圧縮機用センサが検出する第１物理量との相関が最も高い第２物理量を検出する構成機器用センサを代替センサとして選択可能となるため、適切な代替センサを選択できる。

上記の特徴に係る冷却システムにおいて、前記構成機器は、複数設けられており、前記構成機器のそれぞれに設けられ、前記第２物理量を調整する調整機構（例えば、流量調整器５３ｅ，５４ｅ，５５ｅ…）と、前記第２物理量を調整する度合い（例えば、弁の開度）の大きさを示す調整量情報に基づき、前記構成機器の中から、前記第２物理量を調整する度合いが最適値となる前記調整機構を有する前記構成機器を特定する機器特定部（機器特定部１９）とを有することが好ましい。

このような冷却システムによれば、調整機構が第２物理量を調整する度合いが最適であれば第１物理量と第２物理量との関係が密になる。一方、調整機構が第２物理量を調整する度合いが小さいほど、第１物理量と第２物理量との関係が疎になる。

このため、機器特定部は、構成機器の中から、第２物理量を調整する度合いが最適である調整機構を有する構成機器を特定する。特定された構成機器に設けられる構成機器用センサは、第１物理量と最も密接な関係を有する第２物理量を検出するセンサということになる。

上記の特徴に係る冷却システムにおいて、前記代替センサ選択部は、前記機器特定部によって特定された前記構成機器に設けられた前記構成機器用センサから、前記相関係数を用いて、前記代替センサを選択することが好ましい。

このような冷却システムによれば、代替センサ選択部は、機器特定部によって特定された構成機器に設けられる構成機器用センサの中から代替センサを選択する。このように、構成機器の中から適切な１つの構成機器を特定し、さらに、特定した構成機器に設けられる構成機器用センサの中から代替センサを選択することによって、より適切な代替センサを選択可能となる。

上記の特徴に係る冷却システムにおいて、前記構成機器用センサが検出する前記第２センサ値を前記圧縮機制御部へ伝送する通信制御部（通信制御部１２）と、前記構成機器を制御する複数の機器制御部（ショーケースコントローラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，…）とをさらに有し、前記通信制御部は、前記機器制御部と通信することによって前記機器制御部から前記第２センサ値を取得しており、前記異常検出部によって前記異常が検出された場合、前記代替センサを有する前記構成機器を制御する前記機器制御部を、他の前記機器制御部よりも優先して通信の対象とし、かつ、前記通信制御部は、前記異常検出部によって前記異常が検出された場合に、前記代替センサが検出する前記第２センサ値を含む重要データを抽出し、他の前記構成機器用センサが検出する前記第２センサ値を含む通常データよりも前記重要データを優先し、前記重要データの伝送頻度を前記通常データの伝送頻度よりも多くして前記圧縮機制御部へ伝送することが好ましい。

このような冷却システムによれば、通信制御部は、構成機器用センサが検出する第２センサ値を圧縮機制御部へ順次伝送する。構成機器用センサの数が非常に多い場合には、全ての構成機器用センサが検出する第２センサ値を圧縮機制御部へ伝送するためには長時間を要する。このような場合には、代替センサが検出する第２センサ値を圧縮機制御部へ伝送する周期が長くなり、異常検出部によって異常が検出された場合に圧縮機制御部が圧縮機を適切に制御できない。

そこで、通信制御部は、異常検出部によって異常が検出された場合に、代替センサが検出する第２センサ値を、他の構成機器用センサが検出する第２センサ値よりも優先して圧縮機制御部へ伝送する。これにより、代替センサが検出する第２センサ値を圧縮機制御部へ伝送する周期を短縮できるため、異常検出部によって異常が検出された場合に圧縮機制御部が圧縮機を適切に制御可能となる。

また、通信制御部は、構成機器を制御する機器制御部と通信することによって機器制御部から第２センサ値を取得する。機器制御部の数が非常に多い場合、全ての機器制御部と通信するために時間を要する。このような場合には、代替センサが検出する第２センサ値を圧縮機制御部へ伝送する周期が長くなり、異常検出部によって異常が検出された場合に圧縮機制御部が圧縮機を適切に制御できない。

そこで、通信制御部は、異常検出部によって異常が検出された場合に、代替センサを有する構成機器を制御する機器制御部を、他の機器制御部よりも優先して通信の対象とする。これにより、代替センサが検出する第２センサ値を圧縮機制御部へ伝送する周期を短縮できるため、異常検出部によって異常が検出された場合に圧縮機制御部が圧縮機を適切に制御可能となる。

上記の特徴に係る冷却システムにおいて、前記異常検出部は、前記相関係数算出部が相関関数を用いて算出した前記相関係数に基づき、前記第１センサ値と前記第２センサ値との相関の高さが所定基準を下回ったか否かを判定し、前記相関の高さが前記所定基準を下回った場合に前記異常が発生したとして、前記異常を検出することが好ましい。

このような冷却システムによれば、第１物理量と第２物理量は密接な関係を有しているため、圧縮機用センサに異常が無い場合には、第１センサ値と第２センサ値との相関係数は本来高くなるはずである。

よって、異常検出部は、第１センサ値と第２センサ値との相関の高さが所定基準を下回ったか否かを判定し、相関の高さが所定基準を下回った場合に、圧縮機用センサに異常が発生したとみなす。これにより、圧縮機用センサの異常を精度良く検出可能となる。

上記の特徴に係る冷却システムにおいて、前記圧縮機制御部は、前記第１センサ値と、前記第１物理量の目標値（例えば、吸入圧力目標値）との誤差を低下させるように前記圧縮機を制御しており、前記異常検出部は、前記誤差が所定閾値を超えたか否かを判定し、前記誤差が前記所定閾値を超えた場合に、前記圧縮機用センサに前記異常が発生したと判定することが好ましい。

このような冷却システムによれば、圧縮機制御部は、第１センサ値と、第１物理量の目標値との誤差を低下させるように圧縮機を制御する。したがって、圧縮機用センサが正常である場合には誤差が小さく保たれる。一方で、圧縮機用センサに異常が発生した場合には誤差が増大する。

よって、異常検出部は、誤差が所定閾値を超えたか否かを判定し、誤差が所定閾値を超えた場合に、圧縮機用センサに異常が発生したと判定する。これにより、圧縮機用センサの異常を精度良く検出可能となる。

上記の特徴に係る冷却システムにおいて、前記異常検出部によって前記異常が検出された場合に、前記異常が検出された旨と、前記構成機器用センサの中から前記代替センサを選択した旨とをユーザに通知する通知部（例えば、表示部１５）をさらに有することが好ましい。

このような冷却システムによれば、異常検出部によって異常が検出された場合において、ユーザは、圧縮機用センサに異常が検出されたこと、及び構成機器用センサの中から代替センサが選択されたことを把握することができる。これにより、圧縮機用センサの修復をユーザに促すことができ、圧縮機の適切な運転継続に寄与することができる。

本発明の特徴に係る制御装置（例えば、統合コントローラ１０）は、冷媒を圧縮する圧縮機（圧縮機５１）と、前記圧縮機と異なる機器であり、前記圧縮機と共に冷媒循環回路を構成する少なくとも１つの構成機器（例えば、ショーケース５３，５４，５５…）とを制御するためのものである。前記制御装置は、前記圧縮機に設けられ且つ前記圧縮機の制御に使用されるセンサであって前記冷媒の物理量である第１物理量を検出する圧縮機用センサ（例えば、吸入圧力センサ５１ｄ）の異常を検出する異常検出部（異常検出部１３）と、前記異常検出部によって前記異常が検出された場合に、前記構成機器に設けられるセンサであって前記第１物理量から影響を受ける、又は前記第１物理量に影響を与える密接な関係を有する物理量である第２物理量を検出する構成機器用センサ（例えば、温度センサ５３ｂ，５４ｂ，５５ｂ・・・）の値を用いて、前記圧縮機を制御するための制御データを生成する制御データ生成部（制御データ生成部１６）とを備える。

このような制御装置によれば、上述した本発明の特徴に係る冷却システムと同様の作用及び効果を奏する。

本発明の特徴に係る制御プログラムは、冷媒を圧縮する圧縮機（圧縮機５１）と、前記圧縮機と異なる機器であり、前記圧縮機と共に冷媒循環回路を構成する少なくとも１つの構成機器（例えば、ショーケース５３，５４，５５…）とを制御するための制御装置（例えば、統合コントローラ１０）として機能するコンピュータに、前記圧縮機に設けられ且つ前記圧縮機の制御に使用されるセンサであって前記冷媒の物理量である第１物理量を検出する圧縮機用センサの異常を検出する手順と、前記検出する手順によって前記異常が検出された場合に、前記構成機器に設けられるセンサであって前記第１物理量から影響を受ける、又は前記第１物理量に影響を与える密接な関係を有する物理量である第２物理量を検出する構成機器用センサの値を用いて、前記圧縮機を制御するための制御データを生成する手順とを実行させる。

このような制御プログラムによれば、上述した本発明の特徴に係る冷却システムと同様の作用及び効果を奏する。

本発明によれば、圧縮機に多数のセンサが設けられていない場合においても、圧縮機に設けられたセンサに異常が発生した際に別機器のセンサを利用することで圧縮機の運転を適切に継続可能とすることが可能な冷却システム、制御装置及び制御プログラムを提供することができる。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。また、以下の第１実施形態〜第３実施形態では、店舗などに設置されるショーケース内の商品を冷蔵・冷凍するシステム構成について説明する。

［第１実施形態］
本実施形態では、（１）冷却システムの全体概略構成、（２）統合コントローラの構成、（３）統合コントローラの動作、（４）作用及び効果、の順に説明する。

（１）冷却システムの全体概略構成
まず、図１及び図２を用いて、本実施形態に係る冷却システムの全体概略構成について説明する。図１は、本実施形態に係る冷却システム１の全体概略構成図である。

本実施形態では、複数の店舗Ｓに設置される統合コントローラ１０とインターネット１０１経由で通信する遠隔監視サーバ１０２を有する構成について説明する。遠隔監視サーバ１０２は、統合コントローラ１０から各種のデータを取得するとともに、各種のデータを統合コントローラ１０に送信及び設定する。

（１．１）冷媒循環回路
店舗Ｓには、圧縮機５１、凝縮器５２、ショーケース５３，５４，５５，…、及び冷媒配管Ｐを有する冷媒循環回路が設置されている。本実施形態において、圧縮機５１、凝縮器５２、ショーケース５３，５４，５５，…のそれぞれは、冷媒循環回路を構成する構成機器であり、冷媒配管Ｐによって連通される。

圧縮機５１は、圧縮能力の異なる３つの圧縮機５１ａ〜５１ｃ、及び吸入圧力センサ５１ｄ（圧縮機用センサ）を有する。吸入圧力センサ５１ｄは、圧縮機５１ａ〜５１ｃが吸入する冷媒の圧力、すなわち吸入圧力（第１物理量）を検出する。

なお、以下では吸入圧力センサ５１ｄを用いる構成について説明するが、吸入圧力センサ５１ｄに代えて、圧縮機５１ａ〜５１ｃが吸入する冷媒の温度を検出する吸入温度センサを圧縮機用センサとして用いてもよい。あるいは、吸入圧力センサ５１ｄに代えて、圧縮機５１ａ〜５１ｃが吐出する冷媒の圧力を検出する吐出圧力センサ、又は圧縮機５１ａ〜５１ｃが吐出する冷媒の温度を検出する吐出温度センサのいずれか一方を圧縮機用センサとして用いてもよい。

圧縮機５１によって圧縮された冷媒は、冷媒配管Ｐを介して凝縮器５２に導かれる。凝縮器５２は、ファン５２ａ〜５２ｃを有し、ファン５２ａ〜５２ｃを用いて冷媒を凝縮する。凝縮器５２によって凝縮された冷媒は、冷媒配管Ｐを介してショーケース５３，５４，５５，…に導かれる。

ショーケース５３は、膨張弁５３ａ、温度センサ５３ｂ、及び蒸発器５３ｃを有する。膨張弁５３ａにおいて膨張した冷媒は、蒸発器５３ｃにおいて気化し、ショーケース５３の庫内の熱を奪う。なお、膨張弁５３ａは、冷媒の流量を調整する機能も有している。気化した冷媒は、冷媒配管Ｐを介して、再び圧縮機５１に導かれる。このように冷媒が循環することによって、ショーケース５３，５４，５５…内に収められた商品が冷却される。

温度センサ５３ｂは、ショーケース５３の庫内温度を検出する。あるいは、温度センサ５３ｂは、ショーケース５３を流れる冷媒の温度を検出する。以下においては、ショーケース５３内の庫内温度とショーケース５３を流れる冷媒の温度を総称して「ショーケース温度（第２物理量）」と呼ぶ。ここで、ショーケース温度と圧縮機５１の吸入圧力とは密接な関係を有する。すなわち、圧縮機の吸入圧力が低いほどショーケース温度も低くなる。ただし、温度センサ５３ｂに代えて、ショーケース５３を流れる冷媒の圧力を検出するセンサを用いてもよい。

このように、圧縮機５１の吸入圧力又は吸入温度を第１物理量とすると、第１物理量と密接な関係を有する第２物理量としては、ショーケース５３内の庫内温度、ショーケース５３を流れる冷媒の温度、又はショーケース５３を流れる冷媒の圧力などが挙げられる。

ショーケース５４，５５・・・は、ショーケース５３と同様に構成されている。なお、図１では、３つのショーケースのみが図示されているが、実際には店舗Ｓの規模に応じて多数のショーケースが設置される。

なお、本実施形態では、吸入圧力センサ５１ｄにおいて故障などの異常が発生した場合に対処可能な形態について説明する。

（１．２）コントローラ
店舗Ｓには、各種のコントローラが設置されている。具体的には、店舗Ｓには、圧縮機５１を制御する圧縮機コントローラ２０、凝縮器５２を制御する凝縮器コントローラ３０、ショーケース５３，５４，５５…を制御するショーケースコントローラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，…、及び統合コントローラ１０が設置されている。以下においては、圧縮機コントローラ２０、凝縮器コントローラ３０、ショーケースコントローラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，…を総称して適宜「機器コントローラ」と呼ぶ。

圧縮機コントローラ２０は、吸入圧力センサ５１ｄが出力するセンサ値（以下、「吸入圧力センサ値」という）と、吸入圧力の目標値（以下、「吸入圧力目標値」）との誤差を低下させるように圧縮機５１を制御する。なお、圧縮機コントローラ２０は、吸入圧力センサ値と吸入圧力目標値との誤差が所定値を超えた場合に警報を発する機能も有する。

ただし、吸入圧力センサ５１ｄに代えて吸入温度センサが使用される場合には、圧縮機コントローラ２０は、当該吸入温度センサが出力するセンサ値に基づいて圧縮機５１を制御する。

ショーケースコントローラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，…は、温度センサ５３ｂ，５４ｂ，５５ｂ…が出力するセンサ値（以下、「温度センサ値」という）に基づいてショーケース５３，５４，５５…（具体的には、膨張弁５３ａ，５３ｂ，５３ｃ…）を制御する。なお、ショーケースコントローラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，…は、温度センサ値とショーケース温度の目標値との誤差が所定値を超えた場合に警報を発する機能も有する。

ショーケースコントローラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，…は、ショーケース５３，５４，５５…と１対１に設けられることが一般的であるが、１つのショーケースコントローラが複数のショーケースを制御してもよい。

統合コントローラ１０は、機器コントローラとの相互通信を実行し、構成機器の運転状況等を統合的に管理し、各構成機器間の連携を図る。例えば、統合コントローラ１０は、店舗Ｓ全体での省エネルギー制御などを実施する機能を有する。また、統合コントローラ１０は、遠隔監視サーバ１０２との相互通信も実行する。

（１．３）統合コントローラと機器コントローラとの通信形態
図２は、統合コントローラ１０と機器コントローラとの通信形態を説明するための図である。

図２に示すように、統合コントローラ１０と機器コントローラとは、単一の伝送線Ｌを介して相互に通信する。本実施形態では、統合コントローラ１０をマスター、機器コントローラをスレーブとするマスタ・スレーブ方式の通信形態をとる。

統合コントローラ１０は、ポーリングによって各機器コントローラと順に通信する。具体的には、統合コントローラ１０は、ポーリングにより、各種センサ値の取得や、構成機器及び機器コントローラの制御に使用する制御データの設定を行う。統合コントローラ１０は、各機器コントローラと順に通信するために、機器コントローラが多数（例えば、５０台程度）設置される場合には、各機器コントローラとの通信が完了するまでに長時間を要することになる。

本実施形態では、統合コントローラ１０は、吸入圧力センサ５１ｄにおいて故障などの異常が発生した場合、ショーケースコントローラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，…から取得される温度センサ値を用いて応急運転を行う構成について説明する。

なお、統合コントローラ１０と機器コントローラとが有線接続される構成に限らず、統合コントローラ１０と機器コントローラとが無線により通信する構成でもよい。

（２）統合コントローラの構成
次に、図３〜図７を用いて、統合コントローラ１０の構成について説明する。統合コントローラ１０は、ＣＰＵ及びメモリなどを有する少なくとも１つのコンピュータを用いて構成される。

（２．１）統合コントローラの機能ブロック構成
図３は、統合コントローラ１０の機能ブロック構成図である。なお、以下では、本発明に関連する部分を主として説明する。

図３に示すように、統合コントローラ１０は、通信インタフェース部（以下、通信Ｉ／Ｆ部）１１、通信制御部１２、相関係数算出部１８、異常検出部１３、代替センサ選択部１４、表示部１５、及び制御データ生成部１６を有する。

通信Ｉ／Ｆ部１１には、伝送線Ｌが接続される。通信Ｉ／Ｆ部１１は、機器コントローラとのインタフェースとして機能するとともに、インターネット１０１とのインタフェースとなる。通信制御部１２は、通信Ｉ／Ｆ部１１及び伝送線Ｌを介して、各機器コントローラと通信する。

相関係数算出部１８は、温度センサ５３ｂ，５４ｂ，５５ｂ…のそれぞれについて、吸入圧力センサ値と温度センサ値との相関の関係を表す相関関数を用いて相関係数を算出する。

異常検出部１３は、相関係数を用いて、吸入圧力センサ５１ｄの異常を検出する。具体的には、異常検出部１３は、相関係数算出部１８によって算出された相関係数に基づき、吸入圧力センサ値と温度センサ値との相関の高さが所定基準を下回ったか否かを判定し、当該相関の高さが所定基準を下回った場合に、吸入圧力センサ５１ｄにおいて異常が発生したとみなす。

代替センサ選択部１４は、異常検出部１３によって吸入圧力センサ５１ｄの異常が検出された場合に、温度センサ５３ｂ，５４ｂ，５５ｂ…の中から、吸入圧力センサ５１ｄに代えて圧縮機５１の制御に用いる代替センサを、吸入圧力センサ値と温度センサ値との相関係数を用いて選択する。

本実施形態では、代替センサ選択部１４は、相関係数算出部１８によって算出された相関係数に基づき、温度センサ５３ｂ，５４ｂ，５５ｂ…の中から、吸入圧力センサ値と最も相関の高い温度センサ値を検出した温度センサ５３ｂ，５４ｂ，５５ｂ…を代替センサとして選択する。

制御データ生成部１６は、機器コントローラに送信及び設定される制御データを生成する。また、制御データ生成部１６は、異常検出部１３によって吸入圧力センサ５１ｄの異常が検出された場合に、代替センサ選択部１４によって選択された代替センサからの温度センサ値に基づいて、吸入圧力センサ値の補完値（以下、「吸入圧力センサ補完値」という）を生成する。そして、通信制御部１２は、通信Ｉ／Ｆ部１１を介して吸入圧力センサ補完値を送信及び設定し圧縮機５１を制御する。

本実施形態において、制御データ生成部１６或いは圧縮機コントローラ２０は、通常運転時において吸入圧力センサ５１ｄを用いて圧縮機５１を制御し、異常検出部１３によって吸入圧力センサ５１ｄの異常が検出された場合に、吸入圧力センサ５１ｄに代えて、温度センサ５３ｂ，５４ｂ，５５ｂ…を用いて圧縮機５１を制御する圧縮機制御部として機能する。

通信制御部１２は、ショーケースコントローラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，…とポーリングにより通信することによって、ショーケースコントローラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，…から温度センサ値を取得する。

通信制御部１２は、異常検出部１３によって吸入圧力センサ５１ｄの異常が検出された場合、ショーケースコントローラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，…の中から、代替センサを有するショーケースを制御するショーケースコントローラを他のショーケースコントローラよりも優先して通信の対象とする。

さらに、通信制御部１２は、異常検出部１３によって吸入圧力センサ５１ｄの異常が検出された場合に、代替センサが検出する温度センサ値を含む重要データを、他の温度センサが検出する温度センサ値を含む通常データよりも優先して取得する。

表示部１５は、異常検出部１３によって吸入圧力センサ５１ｄの異常が検出された場合に、異常が検出された旨と、温度センサ５３ｂ，５４ｂ，５５ｂ…の中から代替センサを選択した旨と、制御データ生成部１６によって生成されたセンサ補完値とをユーザに通知する通知部として機能する。ただし、表示によりユーザに通知する場合に限らず、音声などによりユーザに通知してもよい。

（２．２）異常検出処理及び代替センサ選択処理
次に、異常検出部１３によって実行される異常検出処理について詳細に説明する。

通信制御部１２は、ショーケース５３，５４，５５・・・における霜取りの有無を監視し、霜取りを行っていないショーケースの各温度センサのセンサ値を抽出する。ここで、霜取りとは、ショーケースの運転を一時的に停止して、ショーケースに付着した霜を取り除くことである。

相関係数算出部１８は、霜取りを行っていないショーケースの各温度センサの温度センサ値と、吸入圧力センサ５１ｄの吸入圧力センサ値との相関の高さを求める。例えば、ショーケース１０台のうち３台が霜取りを行っているとき、残る７台のショーケースの温度センサに対して、最新の１００個分のデータ（ｎ＝１００）などの相関係数及び回帰直線を算出する。

なお、回帰直線は温度センサ値と相関性の高い、算出された吸入圧力センサ値のグラフであって、これは直線には限らない。例えば、高次関数、指数関数や対数関数、正弦波などの曲線であってもよい。

ここで、霜取りを行っていないショーケースの各温度センサについて最新ｎ個分の温度センサ値をｘ_ｎとし、吸入圧力センサ５１ｄの最新ｎ個分の吸入圧力センサ値をｙ_ｎとすると、以下の表のようになる。

相関係数ｒは、例えば以下の式（１）を用いて算出される。

そのときの回帰直線ｙは、以下の式（２）を用いて表される。

ｙ＝ａｘ＋ｂ ・・・（２）
式（２）において、“ａ”は、以下の式（３）を用いて表される。

上記式（１）〜式（３）を用いて、相関係数算出部１８は、相関係数ｒ及び回帰直線ｙを算出する。

異常検出部１３は、相関係数算出部１８によって温度センサ毎に算出された相関係数ｒを所定基準（例えば、０．９）と比較する。異常検出部１３は、各温度センサについての相関係数ｒが所定基準を下回った場合に、吸入圧力センサ５１ｄに異常が発生したと判定する。

吸入圧力センサ５１ｄに異常が発生したと判定されると、代替センサ選択部１４は、相関係数ｒを用いて、霜取りを行っていないショーケースの各温度センサの中から最も相関の高い温度センサを代替センサとして選択する。

代替センサが選択されると、制御データ生成部１６は、代替センサの温度センサ値から吸入圧力センサ５１ｄの吸入圧力センサ値を算出する。具体的には、制御データ生成部１６は、代替センサに対応する回帰直線ｙを用いて、代替センサから新たに取得された温度センサ値ｘを吸入圧力センサ補完値に変換する。すなわち、式（２）に対し、代替センサから新たに取得されたセンサ値ｘを代入することによって、吸入圧力センサ補完値を算出する。

通信制御部１２は、算出された吸入圧力センサ補完値を圧縮機コントローラ２０に送信及び設定する。そして、圧縮機コントローラ２０は、通信制御部１２からの指令を受けて、吸入圧力センサ５１ｄに異常が発生したと判断し、受信した吸入圧力センサ補完値を用いて圧縮機５１を制御する。

（２．３）データ通信処理
次に、通信制御部１２によって実行されるデータ通信処理について説明する。

上述したように、統合コントローラ１０と機器コントローラとは、単一の伝送線Ｌによって接続されるため、統合コントローラ１０は、１つの機器コントローラとのみ同時期に通信可能である。このため、通信制御部１２は、機器コントローラ毎、さらにはその中のデータ項目毎に優先度及び優先順位を設けて通信を行う。

このような優先度及び優先順位を設けた通信は、吸入圧力センサ５１ｄに異常が発生した場合、すなわち応急運転時にのみ実行されてもよいが、通常運転時においても適用可能である。

図４は、通信制御部１２が保持する優先度・優先順位テーブルのテーブル構成図である。

図４において、数字が小さいほど優先度・優先順位が高いことを表している。なお、優先度・優先順位テーブルは、ユーザが任意に設定及び変更可能である。優先度・優先順位テーブルの具体例については後述する。

通信制御部１２は、図４に示す優先度・優先順位テーブルに従ってポーリングを行う。ただし、優先度１の項目については、異常検出部１３によって吸入圧力センサ５１ｄの異常が検出された場合にのみ適用される。すなわち、通常運転時においては、優先度１の項目は使用されない。

優先度１の各項目では、代替センサが出力する温度センサ値の取得や、圧縮機コントローラ２０への吸入圧力センサ補完値の設定が規定されている。異常検出部１３によって吸入圧力センサ５１ｄの異常が検出された場合に、通信制御部１２は、優先度１の各項目について優先的にポーリングを行うことによって、圧縮機５１の運転を継続可能としている。

図５は、異常検出部１３によって吸入圧力センサ５１ｄの異常が検出された場合における通信順を示す概念図である。

図５に示すように、通信制御部１２は、図４に示す優先度・優先順位テーブルに従ってポーリングを行う。具体的には、優先度１・優先順位１の項目からポーリングを行う。次いで、優先度１・優先順位２の項目についてポーリングを行う。優先度１の全ての項目についてポーリングが完了すると、通信制御部１２は、優先度２における優先順位１の項目のポーリングを行う。

優先度２における優先順位１の項目のポーリングが完了すると、通信制御部１２は、再度優先度１の各項目のポーリングを行う。次いで、優先度２の優先順位２の項目についてポーリングを行う。そして、通信制御部１２は、優先度２の全ての項目についてポーリングが完了すると、優先度３の優先順位３の項目についてポーリングを行う。このように、通信制御部１２は、優先度・優先順位に従ってポーリングを行い、これを繰り返す。

図６は、ショーケースコントローラへの要求メッセージ及び応答メッセージのフォーマットを示すメッセージ構成図である。通信制御部１２は、図６に示すようなフォーマットのメッセージを用いてポーリングを行う。

図６（ａ１）に示す要求メッセージフォーマットは、通常運転時に用いられ、要求コマンド（ここでは０ｘ０５）を格納するフィールドと、全データ取得リクエスト（ここでは０ｘ０３）を格納するフィールドとを有している。

図６（ａ２）に示す応答メッセージフォーマットは、通常運転時に用いられ、温度センサ値を格納するフィールド１〜５９と、警報データを格納するフィールド６０〜１００とを有している。警報データとは、例えば、温度センサ値とショーケース温度の目標値との誤差が所定値を超えた場合などに使用される。図６（ａ２）に示す応答メッセージフォーマットでは、１００個のフィールドを有しており、各フィールドが２バイトである場合には合計２００バイトになる。つまり、通常運転時には、ショーケースコントローラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，…から統合コントローラ１０への応答は、長時間を有することになる。

図６（ｂ１）に示す要求メッセージフォーマットは、応急運転時に用いられ、要求コマンド（ここでは０ｘ０５）を格納するフィールドと、個別データ取得リクエスト（ここでは０ｘ００）を格納するフィールドと、代替センサの識別情報（ここでは一の温度センサ３のデータナンバー）を格納するフィールドとを有している。すなわち、応急運転時には、代替センサの温度センサ値を指定して取得することが可能となっている。

図６（ｂ２）に示す応答メッセージフォーマットは、応急運転時に用いられ、代替センサのセンサ値を格納するフィールドを有している。図６（ｂ２）に示す応答メッセージフォーマットは、図６（ａ２）に示す応答メッセージフォーマットと比較して、データ量が大幅に削減されている。したがって、応急運転時には、ショーケースコントローラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，…から統合コントローラ１０への応答は、短時間で済むことになる。

（２．４）表示画面例
次に、表示部１５によって表示される表示画面例について説明する。図７は、表示部１５によって表示される表示画面例を示す図である。

図７に示すように、表示部１５は、異常検出部１３によって吸入圧力センサ５１ｄの異常が検出された場合に、応急運転している旨（吸入圧力センサ５１ｄの異常発生）、代替センサ選択部１４によって選択された代替センサの識別情報（図７ではセンサ名）、制御データ生成部１６によって算出された吸入圧力センサ補完値、及び代替センサ取得周期を表示する。なお、図７では、代替センサを有するショーケースコントローラの識別情報なども表示されている。

なお、図１に示した遠隔監視サーバ１０２についても、図７と同様の表示画面を表示させてもよい。この場合、店舗Ｓの遠隔地でも吸入圧力センサ５１ｄの異常を把握することが可能となる。

（３）統合コントローラの動作
次に、図８〜図１０を用いて、統合コントローラ１０の動作について説明する。
（３．１）統合コントローラの動作
図８は、統合コントローラ１０の動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、通信制御部１２は、上述した優先度・優先順位に従ってポーリングを行う。ただし、優先度１の各項目を使用しないポーリングが実行される。

ステップＳ１０２において、相関係数算出部１８は、式（１）〜式（３）に従って相関係数及び回帰直線を導出する。

ステップＳ１０３において、異常検出部１３は、ステップＳ１０２において得られた相関係数を用いて吸入圧力センサ５１ｄの異常を判定する。そして、ステップＳ１０４において、吸入圧力センサ５１ｄに異常が発生したと判定される場合、処理がステップＳ１０５に進む。一方、吸入圧力センサ５１ｄに異常が発生していないと判定される場合、処理がステップＳ１０１に戻る。

ステップＳ１０５において、表示部１５は、吸入圧力センサ５１ｄに異常が発生した旨を異常警報として表示する。

ステップＳ１０６において、代替センサ選択部１４は、温度センサ５３ｂ，５４ｂ，５５ｂ…の中から、吸入圧力センサ５１ｄに代えて圧縮機５１の制御に用いる代替センサを、吸入圧力センサ値と温度センサ値との相関係数を用いて選択する。

ステップＳ１０７において、通信制御部１２は、上述した優先度・優先順位において、優先度１の各項目を使用したポーリングに切り替える。

ステップＳ１０８において、通信制御部１２は、異常発生が発生した旨を圧縮機コントローラ２０へ通知する。そして、圧縮機コントローラ２０は、吸入圧力センサ５１ｄを用いた圧縮機５１の制御を中止する。

ステップＳ１０９において、通信制御部１２は、上述した優先度・優先順位に従って、優先度１の項目を優先したポーリングを行う。

ステップＳ１１０において、制御データ生成部１６は、ステップＳ１０２において得られた回帰直線を用いて吸入圧力センサ補完値を算出する。

ステップＳ１１１においては、吸入圧力センサ５１ｄが修理されたか否かが判定される。吸入圧力センサ５１ｄが修理された場合、処理がステップＳ１１２に進む。吸入圧力センサ５１ｄが修理されていない場合、処理がステップＳ１０９に戻る。

ステップＳ１１２において、表示部１５は、異常警報の表示を中止する。また、圧縮機コントローラ２０は、吸入圧力センサ５１ｄを用いた圧縮機５１の制御を再開する。

（３．１）データ通信動作
次に、統合コントローラ１０と機器コントローラとの間で実行されるデータ通信シーケンスについて説明する。

（３．１．１）通常運転時におけるデータ通信動作
図９は、通常運転時におけるデータ通信シーケンスを示すシーケンス図である。ここでは、統合コントローラ１０が各機器コントローラと順に通信する場合について説明する。

ステップＳ２０１において、統合コントローラ１０は、温度センサ値（計測データ）を要求する要求メッセージをショーケースコントローラ４０ａへ送信する。ショーケースコントローラ４０ａは、応答メッセージを統合コントローラ１０へ送信する。

ステップＳ２０２において、統合コントローラ１０は、制御データの設定を要求する要求メッセージをショーケースコントローラ４０ａへ送信する。ショーケースコントローラ４０ａは、応答メッセージを統合コントローラ１０へ送信する。

この時、図６（ａ２）に示す応答メッセージフォーマットが用いられており、ステップＳ２０１及びステップＳ２０２の処理に１ｓ程度を要している。

ステップＳ２０３以降においては、統合コントローラ１０は、残る機器コントローラについてポーリングを行う。この結果、全ての機器コントローラに対するポーリングが完了するまでに長時間が必要となる。

（３．１．２）通常発生時におけるデータ通信動作
図１０は、応急運転時におけるデータ通信シーケンスを示すシーケンス図である。ここでは、ショーケースコントローラ４０ａが制御するショーケース内のセンサが代替センサとして選択されている場合について説明する。

ステップＳ３０１において、統合コントローラ１０は、温度センサ値（計測データ）を要求する要求メッセージをショーケースコントローラ４０ａへ送信する。ショーケースコントローラ４０ａは、応答メッセージを統合コントローラ１０へ送信する。この時、図６（ｂ２）に示す応答メッセージフォーマットが用いられており、ステップＳ３０１の処理は短時間で完了する。

ステップＳ３０２において、統合コントローラ１０は、制御データ（吸入圧力センサ補完値）の設定を要求する要求メッセージを圧縮機コントローラ２０へ送信する。圧縮機コントローラ２０は、応答メッセージを統合コントローラ１０へ送信する。

なお、ステップＳ３０１及びステップＳ３０２の各処理は、上述した優先度１の各項目に相当する処理である。

ステップＳ３０３において、統合コントローラ１０は、温度センサ値（計測データ）を要求する要求メッセージをショーケースコントローラ４０ｂへ送信する。ショーケースコントローラ４０ｂは、応答メッセージを統合コントローラ１０へ送信する。この時、図６（ａ２）に示す応答メッセージフォーマットが用いられている。

ステップＳ３０４及びステップＳ３０５においては、再び優先度１の各項目に相当する処理が実行される。

図１０に示すデータ通信シーケンスでは、機器コントローラの台数に寄らず、代替センサの温度センサ値の取得、及び吸入圧力センサ補完値の設定が短周期で実行されるため、応急運転時において圧縮機コントローラ２０が圧縮機５１を適切に制御できる。

（４）作用及び効果
本実施形態によれば、制御データ生成部１６或いは圧縮機コントローラ２０は、異常検出部１３によって吸入圧力センサ５１ｄの異常が検出された場合に、吸入圧力センサ５１ｄに代えて、ショーケース５３，５４，５５…に設けられた温度センサ５３ｂ，５４ｂ，５５ｂ…のいずれか１つを代替センサとして用いて圧縮機５１を制御する。したがって、吸入圧力センサ５１ｄに異常が発生しても、圧縮機５１の運転を適切に継続できる。

また、圧縮機５１に多数のセンサを設ける必要がなく、圧縮機５１の装置規模が増大することを回避できる。また、圧縮機５１に設けられるセンサが吸入圧力センサ５１ｄのみであるような場合に、吸入圧力センサ５１ｄに異常が発生しても圧縮機５１を制御可能となり、圧縮機５１の運転を適切に継続できる。

さらに、吸入圧力センサ５１ｄに異常が発生した場合に、既存のショーケース５３，５４，５５…に設けられる既存の温度センサ５３ｂ，５４ｂ，５５ｂ…を流用して圧縮機５１を制御することができるため、新たなセンサの追加を不要としつつ吸入圧力センサ５１ｄに異常が発生した場合に対処可能となる。

本実施形態によれば、代替センサ選択部１４は、温度センサ５３ｂ，５４ｂ，５５ｂ…の中から、吸入圧力センサ値と温度センサ値との相関係数を用いて、代替センサを選択する。このため、複数の温度センサ５３ｂ，５４ｂ，５５ｂ…の中から、吸入圧力センサ５１ｄが検出する吸入圧力との相関の高いショーケース温度を検出する代替センサを選択可能となる。

本実施形態によれば、通信制御部１２は、異常検出部１３によって吸入圧力センサ５１ｄの異常が検出された場合に、代替センサを有するショーケースを制御するショーケースコントローラを他のショーケースコントローラよりも優先して通信の対象とする。これにより、代替センサが検出する温度センサ値を取得する周期を短縮できるため、制御データ生成部１６或いは圧縮機コントローラ２０が圧縮機５１を適切に制御可能となる。

本実施形態によれば、通信制御部１２は、異常検出部１３によって吸入圧力センサ５１ｄの異常が検出された場合に、代替センサが検出する温度センサ値を含む重要データを、他の温度センサが検出する温度センサ値を含む通常データよりも優先して取得する。これにより、代替センサが検出する温度センサ値を取得する周期を短縮できるため、制御データ生成部１６或いは圧縮機コントローラ２０が圧縮機５１を適切に制御可能となる。

なお、重要データとは、ショーケースコントローラから統合コントローラ１０へ送信されるデータであって代替センサが検出する温度センサ値に限らない。例えば、統合コントローラ１０から圧縮機コントローラ２０へ送信されるデータであって制御データ生成部１６が生成するセンサ補完値も重要データに相当する。

本実施形態によれば、異常検出部１３によって吸入圧力センサ５１ｄの異常が検出された場合には、図７のような表示画面により、ユーザは、吸入圧力センサ５１ｄに異常が検出されたこと、及び複数の温度センサ５３ｂ，５４ｂ，５５ｂ…の中から代替センサが選択されたことを把握することができる。したがって、吸入圧力センサ５１ｄの修復をユーザに促すことができ、圧縮機５１の適切な運転継続に寄与することができる。

［第１実施形態の変更例１］
上述したように、圧縮機コントローラ２０は、吸入圧力センサ値と、吸入圧力の目標値との誤差を低下させるように圧縮機５１を制御している。したがって、吸入圧力センサ５１ｄが正常である場合には、誤差は小さく保たれる。一方で、吸入圧力センサ５１ｄに異常が発生した場合には、誤差は小さく保たれずに増加する。

本変更例では、異常検出部１３は、誤差が所定閾値を超えたか否かを判定し、誤差が所定閾値を超えた場合に、吸入圧力センサ５１ｄに異常が発生したと判定する。これにより、吸入圧力センサ５１ｄの異常を精度良く検出可能となる。

ここで、異常検出部１３は、圧縮機コントローラ２０からの警報に基づいて誤差が所定閾値を超えたか否かを判定してもよい。

［第１実施形態の変更例２］
上述した第１実施形態では、制御データ生成部１６が吸入圧力センサ補完値を算出し、通信制御部１２が吸入圧力センサ補完値を圧縮機コントローラ２０に送信及び設定する一例について説明した。

しかしながら、次のような制御も実現可能である。具体的には、通信制御部１２は、代替センサから新たに取得された温度センサ値と、ショーケース温度の目標値とを圧縮機コントローラ２０に送信及び設定してもよい。この場合、圧縮機コントローラ２０は、受信した温度センサ値と受信した目標値との誤差を低減させるように圧縮機５１を制御する。

したがって、本変更例によれば、吸入圧力センサ補完値の算出を省略可能となるため、統合コントローラ１０の負荷を軽減できる。

［第１実施形態の変更例３］
上述した第１実施形態では、制御データ生成部１６が、回帰直線を用いて吸入圧力センサ補完値を算出する一例について説明した。しかしながら、回帰直線を用いて吸入圧力センサ補完値を算出する場合に限らず、テーブル用いて、代替センサの温度センサ値を吸入圧力センサ補完値に変換する構成でもよい。

具体的には、制御データ生成部１６は、正常時における温度センサ値と吸入圧力センサ値との過去履歴のテーブルを用いることによって、適切な吸入圧力センサ補完値を得ることができる。

［第２実施形態］
本実施形態では、代替センサをユーザが選択可能な構成について説明する。また、本実施形態では、上述した第１実施形態と重複する説明については省略する。

図１１は、本実施形態に係る統合コントローラ１０の機能ブロック構成図である。図１１に示すように、統合コントローラ１０は、ユーザからの入力を受付ける入力部１７を有している。

図１２は、本実施形態に係る統合コントローラ１０の動作を示すフローチャートである。

ステップＳ４０１において、表示部１５は、異常が検出された旨を表示する。

ステップＳ４０１において、表示部１５は、応急運転実施中である旨を表示する。

ステップＳ４０２において、表示部１５は、代替センサ選択部１４によって選択された代替センサの識別情報を表示する。ここで、表示部１５は、温度センサ５３ｂ，５４ｂ，５５ｂ…のリストを表示し、代替センサの変更をユーザに促してもよい。具体的には、表示部１５は、代替センサを選択した旨を表示するだけでなく、ユーザにそのセンサでよいか確認を求め、承認又は別センサへの変更などの入力を促してもよい。

ステップＳ４０３において、代替センサ選択部１４は、入力部１７に対して、代替センサの変更指示が入力されたか否かを判定する。代替センサの変更指示が入力された場合、処理がステップＳ４０４に進む。

ステップＳ４０４において、代替センサ選択部１４は、ユーザによって指定された代替センサを用いた応急運転に切り替える。その後のステップＳ４０２では、表示部１５は、ユーザが入力した代替センサに変更した旨を表示する。

ステップＳ４０５において、変更されたセンサを用いた応急運転が実行される。

このように、本実施形態によれば、ユーザが代替センサを変更可能とすることができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、上述した第１実施形態と重複する説明については省略する。

（１）冷却システムの全体概略構成
図１３は、本実施形態に係る冷却システムの全体概略構成図である。なお、図１３においては、図１に示した遠隔監視サーバ１０２などの図示を省略している。

図１３に示すように、本実施形態に係る冷却システムでは、ショーケース５３，５４，５５…において、冷媒の温度を検出する温度センサ５３ｄ，５４ｄ，５５ｄ…と、流量調整器５３ｅ，５４ｅ，５５ｅ…とが設けられている。統合コントローラ１０は、温度センサ５３ｄ，５４ｄ，５５ｄ…が出力するセンサ値をショーケースコントローラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，…から取得する。したがって、温度センサ５３ｄ，５４ｄ，５５ｄ…は、代替センサの候補として使用可能である。

流量調整器５３ｅ，５４ｅ，５５ｅ…は、ショーケース５３，５４，５５…を流れる冷媒量を調整することによって、同じ冷媒配管Ｐであってもショーケース５３，５４，５５…毎に異なる庫内温度にすることができる。流量調整器５３ｅ，５４ｅ，５５ｅ…としては、圧力レギュレータや電子膨張弁が使用できる。

統合コントローラ１０は、流量調整器５３ｅ，５４ｅ，５５ｅ…における冷媒流量の調整度合いを示す情報（以下、「調整量情報」という）をショーケースコントローラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，…から取得する。

ショーケース５３，５４，５５…を流れる冷媒流量が少ないほどそれぞれのショーケースの温度（冷媒温度、庫内温度）は高くなるため、温度センサ値を調整量情報として用いることができる。あるいは、流量調整器５３ｅ，５４ｅ，５５ｅ…が弁を有する場合に、当該弁の開度を調整量情報として用いることができる。

あるいは、統合コントローラ１０が流量調整器５３ｅ，５４ｅ，５５ｅ…の調整量を設定する場合には、当該設定値を調整量情報として用いることができる。

（２）統合コントローラの機能ブロック構成
図１４は、本実施形態に係る統合コントローラ１０の機能ブロック構成図である。

図１４に示すように、本実施形態に係る統合コントローラ１０は、機器特定部１９をさらに有する。

通信制御部１２は、上述した調整量情報を取得する。機器特定部１９は、調整量情報に基づき、ショーケース５３，５４，５５…の中から、庫内温度を調整する度合いが最適値となる流量調整器を有するショーケースを特定する。

ここで、最適値とは、流量調整器５３ｅ，５４ｅ，５５ｅ…の構成に応じて予め定められる値である。例えば、流量調整器５３ｅ，５４ｅ，５５ｅ…のそれぞれの弁の開度を調整量情報として用いる場合、最適値は、１００％又は８０％といった値にすることができる。あるいは、温度センサ値を調整量情報として用いる場合、より小さい値、又は予め定められた範囲の温度の値が最適値となる。本実施形態では、機器特定部１９が、庫内温度が最も低いショーケース、又は予め定められた範囲の庫内温度を有するショーケースを特定するものとする。

一例として、調整量情報として庫内温度の温度センサ値を使用する場合に、以下のようなデータが得られたものとする。

ショーケースＡ：−２℃
ショーケースＢ：−２℃
ショーケースＣ：−５℃
ショーケースＤ：−３℃
ショーケースＥ：−５℃
ショーケースＦ：−５℃
ここで、流量調整器５３ｅ，５４ｅ，５５ｅ…における弁の開度が大きいほど、庫内温度は低くなる。つまり、庫内温度が低いショーケースほど、流量調整器５３ｅ，５４ｅ，５５ｅ…における弁の開度が大きく、吸入圧力との相関が高いことになる。したがって、機器特定部１９は、庫内温度が最も低いショーケース、すなわちショーケースＣ，Ｅ，Ｆを特定する。あるいは、予め定められた範囲の温度が例えば−６℃〜−４℃である場合には、同様に、ショーケースＣ，Ｅ，Ｆが特定される。

代替センサ選択部１４は、機器特定部１９によって特定されたショーケースＣ，Ｅ，Ｆに設けられた各温度センサの中から、第１実施形態で説明した処理を用いて代替センサを決定する。

このように、代替センサを選択する対象となるショーケースを限定することによって、より適切な代替センサの選択が実現される。なお、代替センサの選択だけでなく、異常検出部１３による異常検出処理においても、相関係数を算出する対象となるショーケースを限定することによって、異常検出精度を高めることができる。

（４）作用及び効果
本実施形態によれば、通信制御部１２は、調整量情報として、温度センサ値を取得する。すなわち、流量調整器５３ｅ，５４ｅ，５５ｅ…における弁の開度が大きいほど、庫内温度が低くなり、吸入圧力と庫内温度との相関が高くなる。

このため、機器特定部１９は、ショーケース５３，５４，５５…の中から、庫内温度が最適値となるショーケース、具体的には、庫内温度が最も低いショーケース、又は予め定められた範囲の庫内温度を有するショーケースを特定する。特定されたショーケースは、ショーケース５３，５４，５５…の中でも吸入圧力と最も相関の高い庫内温度を有している。

代替センサ選択部１４は、機器特定部１９によって特定されたショーケースに設けられた温度センサから、相関係数を用いて代替センサを決定する。したがって、ショーケース５３，５４，５５…の中でも吸入圧力と最も相関の高い庫内温度を有するショーケースに設けられた温度センサから代替センサを選択することができ、より適切な代替センサを選択可能となる。

［その他の実施形態］
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

（１）冷媒循環回路の変更例
上述した冷媒循環回路は、種々の変更が可能である。図１５は、冷媒循環回路の変更例を説明するための図である。図１５では、凝縮器５２とショーケース５３，５４，５５…との間において冷媒配管Ｐに連通されたサブクーラー７０を有している。サブクーラー７０は、ショーケース５３，５４，５５…の冷却能力を向上させるために用いられる。本実施形態においては、圧縮機５１、凝縮器５２、ショーケース５３，５４，５５，…、及びサブクーラー７０のそれぞれは、冷媒循環回路を構成する構成機器である。

サブクーラー７０は、統合コントローラ１０と通信するサブクーラーコントローラ８０によって制御される。サブクーラー７０には、センサ７０ａ，７０ｂが設けられている。センサ７０ａ，７０ｂは、例えば、サブクーラー７０を流れる冷媒の温度を検出する。統合コントローラ１０は、センサ７０ａ，７０ｂが出力するセンサ値をサブクーラーコントローラ８０から取得する。このため、センサ７０ａ，７０ｂは、代替センサの候補として使用可能である。

また、凝縮器５２の吐出側には、凝縮器５２の吐出圧力又は吐出温度を検出するセンサ４１ａが設けられている。統合コントローラ１０は、センサ４１ａが出力するセンサ値を凝縮器コントローラ３０から取得する。したがって、センサ４１ａは、代替センサの候補として使用可能である。

図１６は、サブクーラー７０の具体例を示す図である。図１６に示すように、サブクーラー７０は、冷凍用のショーケース５５など、他のショーケース（例えば冷蔵用のショーケース）５３，５４よりも冷却能力が要求されるショーケースに流れる冷媒を過冷却する装置である。

図１６の例では、サブクーラー７０は、バルブ７０ｃ、膨張弁７０ｄ、蒸発器ユニット７０ｅ、及びセンサ７０ｂを有する。バルブ７０ｃは、一部の冷媒Ｂを膨張弁７０ｄに取り込む。蒸発器ユニット７０ｆは、蒸発器７０ｆを有し、冷媒Ｂを用いた熱交換により冷媒Ａを冷却する。冷却された冷媒Ａは、ショーケース５５に導かれる。また、センサ７０ｂは、蒸発器ユニット７０ｅによる冷却後の冷媒Ａの温度を検出する。なお、蒸発器７０ｆから吐出される冷媒Ｂを圧縮する圧縮機が設けられていてもよい。

（２）優先度・優先順位の設定方法の変更例
上述した優先度・優先順位は、ユーザが設定及び変更可能である。図１７は、優先度・優先順位の設定の具体例を示す図である。

図１７（ａ）は、ショーケースが収納する商品の種別に応じて優先度・優先順位が設定された場合を示している。図１７（ａ）のように、鮮度を保つ必要があり、きめ細かな温度管理が必要なショーケースについては、優先度を高めることが好ましい。

図１７（ｂ）は、機器コントローラの種別に応じて優先度・優先順位が設定された場合を示している。圧縮機５１を常に監視したいときなどは、図１７（ｂ）のように、圧縮機コントローラの優先度を上げ、凝縮器コントローラの優先度を下げるといった設定が可能である。

（３）コントローラの変更例
上述した実施形態では、異常検出部１３、代替センサ選択部１４、及び制御データ生成部１６が統合コントローラ１０に設けられていた。しかしながら、上述した統合コントローラ１０の各機能ブロック、例えば異常検出部１３、代替センサ選択部１４、及び制御データ生成部１６などを各機器コントローラに分散して配置するシステム構成でもよい。

（４）他の適用例
上述した実施形態では、店舗などに設置されるショーケース内の商品を冷蔵・冷凍するシステム構成について説明した。しかしながら、店舗などの室内空間の空調を行う空調システムに対しても本発明を適用可能である。

図１８は、空調システムに対する本発明の適用例を説明するための図である。図１８において、圧縮機５１、熱交換機８０，９０、及び膨張弁９５のそれぞれは、冷媒循環回路を構成する構成機器であり、冷媒配管Ｐによって連通される。空調システムでは、冷房運転時には、図１８ａ）に示すように冷媒が循環される。一方、暖房運転時には、冷媒の経路が切り替えられて、図１８（ｂ）に示すように冷媒が循環される。

室内側の熱交換８０には、室内温度を検出する温度センサ８０ｂが設けられており、圧縮機５１のセンサ５１ｄに異常が発生した場合には、熱交換器８０に設けられた温度センサ８０ｂを代替センサとして使用することができる。

（５）コンピュータプログラム
なお、上述した実施形態で説明した各動作フローをコンピュータプログラムとして実装し、統合コントローラ１０として機能するコンピュータ等に実行させることが可能である。

（６）構成機器用センサの計測値の取得方法の変更例
図１９は、図１，図１３，図１５、図１６におけるショーケースコントローラとショーケースおよび各構成機器用センサの間の接続を説明する図である。

図１９によると、統合コントローラ１０にショーケースコントローラＡ（４０ａａ）、ショーケースコントローラＢ（４０ｂｂ）、ショーケースコントローラＣ（４０ｃｃ）が接続されている。

ショーケースコントローラＡには、ショーケース５３ａａに内蔵されている複数の構成機器用センサであるセンサＡ（ｓａａ）、センサＢ（ｓａｂ）、・・・センサＮ（ｓａｎ）、およびショーケース５３ａｂに内蔵されているセンサＡ（ｓｂａ）、センサＢ（ｓｂｂ）、・・・センサＮ（ｓｂｎ）が接続されている。また、ショーケースコントローラＢには、ショーケース５３ｂｂに内蔵されている複数の構成機器用センサであるセンサＡ（ｓｃａ）、センサＢ（ｓｃｂ）、・・・センサＮ（ｓｃｎ）が、ショーケースコントローラＣには、ショーケース５３ｃｃに内蔵されている複数の構成機器用センサであるセンサＡ（ｓｄａ）、センサＢ（ｓｄｂ）、・・・センサＮ（ｓｄｎ）が接続されている。これらの構成機器用センサＡ〜Ｎは、ショーケースに設置されている複数の温度センサ・圧力センサ等である。

この場合に、ショーケースコントローラが、それぞれの構成機器用センサＡ〜Ｎのセンサ値そのものを統合コントローラ１０へ送信するだけでなく、例えばそれらの構成機器用センサＡ〜Ｎのいくつかについては、統計値を統合コントローラ１０へ送信してもよい。例えば統計値としては、平均値、分散値、標準偏差値などが取りうる。

同図の例で具体的に説明すると、ショーケースコントローラＡからは、複数のショーケースに内蔵されている各センサＡ、センサＢのセンサ地の全てについて平均化した値を送信し、センサＮなどのセンサについては、平均化をせずに各々の値をそのまま送信している。よって、ショーケースコントローラＡからは、センサ値については、平均化を行わない場合と比べて纏めて平均化を行った分だけ送信データ量が削減されている。また、ショーケースコントローラＡから統合コントローラ１０への通信の頻度も低減できる。

ショーケースコントローラＢは、ショーケース５３ｂｂに内蔵されているセンサＡ〜Ｎの各値について平均化した値のみを送信している。よって送信するデータは、センサ値については当該平均値一つのみで、送信データ量が削減されている。また、ショーケースコントローラＢから統合コントローラ１０への通信の頻度も低減できる。

なお、ショーケースコントローラＣからは、センサＡ〜Ｎの各値について、全てそのまま送信しており、送信量の削減はなされていない。

なお、平均化においては、複数のセンサのセンサ値を単純に平均するだけでなく、例えば、圧縮機に近い冷媒配管上のセンサのセンサ値の重みを大きくするなど、平均値の精度の点から、センサ毎に重みづけの平均化を行ってもよい。

また、平均化する際の演算対象の選択についてであるが、例えばショーケースに内蔵されている構成機器用センサの種類（温度センサや圧力センサなど）、センサの用途（蒸発器より前段にある冷媒配管、蒸発器の後段にある冷媒配管、ショーケースの庫内などにより用途が異なる）、そのセンサを内蔵しているショーケースの種類（冷蔵ショーケース・冷凍ショーケースなど）、またはそのセンサを内蔵しているショーケースの設定温度などに基づいてセンサ群を分類し、分類されたセンサのグループ毎にセンサの平均値を算出したらよい。

そして、統合コントローラは、吸入圧力センサの値とそれら構成機器用センサの平均値との相関を取り、吸入圧力センサが異常と判定された際には、最も相関の高い平均値を吸入圧力センサの代替センサのセンサ値として選択し、その代替センサのセンサ値を用いて圧縮機を制御することができる。

以上により、ショーケースコントローラに接続されているすべてのセンサのセンサ値を統合コントローラに送信するのではなく、（平均化されたセンサ値などの)センサ値の統計値を送信することで、ショーケースコントローラと統合コントローラとの間の通信データのデータ量や通信頻度を減らすことができる。

（７）代替センサ選択方法の変更例
吸入圧力センサの代替センサとして、冷媒配管上で吸入圧力センサとの距離が近い構成機器用センサを優先的に選択してもよい。

例えば、図１３に示されるような複数のショーケースにある複数の構成機器用センサ群から、同図に示される蒸発器よりも後段にあるセンサ５３ｄ，５４ｄ，５５ｄなど、圧縮機すなわち吸入圧力センサ５１ｄからの距離が最も近くなるセンサを抽出し、各々のセンサのセンサ値と吸入圧力センサ値との相関を取り、吸入圧力センサの異常の際にはその中で最も相関の高いセンサを代替センサとして選択し、その代替センサのセンサ値を用いて圧縮機を制御することができる。

また、冷媒の圧力が最も低い値を計測した構成機器用センサは圧縮機に最も近いセンサと言えることから、このセンサを代替センサとして選択してもよい。

以上により、吸入圧力センサの代替センサをすべての構成機器用センサから選ぶのではなく、冷媒配管上で吸入圧力センサとの距離が近い構成機器用センサ、または冷媒圧力が最も低い構成機器用センサの中から選択することにより、より精度の高い代替センサを選択する事ができる。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

本発明の第１実施形態に係る冷却システムの全体概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る統合コントローラと機器コントローラとの通信形態を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る統合コントローラの機能ブロック構成図である。 本発明の第１実施形態に係る通信制御部が保持する優先度・優先順位テーブルのテーブル構成図である。 本発明の第１実施形態に係る異常検出部によって吸入圧力センサの異常が検出された場合における通信順を示す概念図である。 本発明の第１実施形態に係るショーケースコントローラへの要求メッセージ及び応答メッセージのフォーマットを示すメッセージ構成図である。 本発明の第１実施形態に係る表示部によって表示される表示画面例を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る統合コントローラの動作を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る通常運転時におけるデータ通信シーケンスを示すシーケンス図である。 本発明の第１実施形態に係る応急運転時におけるデータ通信シーケンスを示すシーケンス図である。 本発明の第２実施形態に係る統合コントローラの機能ブロック構成図である。 本発明の第２実施形態に係る統合コントローラの動作を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る冷却システムの全体概略構成図である。 本発明の第３実施形態に係る統合コントローラの機能ブロック構成図である。 その他の実施形態に係る冷却システムの全体概略構成図である。 その他の実施形態に係るサブクーラーの具体例を示す図である。 優先度・優先順位の設定の具体例を示す図である。 空調システムに対する本発明の適用例を説明するための図である。 その他の実施形態に係るショーケースコントローラからの送信データを説明するための図である。

符号の説明

１…冷却システム、１０…統合コントローラ、１１…通信Ｉ／Ｆ部、１２…通信制御部、１３…異常検出部、１４…代替センサ選択部、１９…機器特定部、１５…表示部、１６…制御データ生成部、１７…入力部、１８…相関係数算出部、２０…圧縮機コントローラ、３０…凝縮器コントローラ、４０ａ，４０ｂ，４０ｃ…ショーケースコントローラ、４１ａ…センサ、５１…圧縮機、５１ａ〜５１ｃ…圧縮機、５１ｄ…センサ、５１ｄ…吸入圧力センサ、５２…凝縮器、５２ａ〜５２ｃ…ファン、５３，５４，５５…ショーケース、５３ａ，５３ｂ，５３ｃ…膨張弁、５３ｂ，５４ｂ，５５ｂ…温度センサ、５３ｅ，５４ｅ，５５ｅ…流量調整器、７０…サブクーラー、７０ａ，７０ｂ…センサ、７０ｂ…センサ、７０ｃ…バルブ、７０ｄ…膨張弁、７０ｅ…蒸発器ユニット、７０ｆ…蒸発器、８０…サブクーラーコントローラ、８０，９０…熱交換機、８０ｂ…温度センサ、９５…膨張弁、１０１…インターネット、１０２…遠隔監視サーバ

Claims (7)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機と異なる機器であり、前記圧縮機と共に冷媒循環回路を構成する少なくとも１つの構成機器とを備える冷却システムであって、前記圧縮機に設けられ、前記冷媒の物理量である第１の物理量を第１のセンサ値として検出する圧縮機用センサと、前記構成機器に設けられ、前記第１物理量から影響を受ける、又は前記第１物理量に影響を与える密接な関係を有する物理量である第２物理量を第２センサ値として検出する構成機器用センサと、前記構成機器用センサを複数設け、これら構成機器用センサのそれぞれが検出した前記第２センサ値と、前記第１センサ値との相関の関係を表す相関係数を前記第２センサ値毎に算出する相関係数算出部を設けてなり、通常運転時において、前記圧縮機用センサを用いて前記圧縮機を制御する圧縮機制御部と、前記圧縮機用センサの異常を検出する異常検出部とを有し、前記機器制御部は、前記異常検出部によって前記異常が検出された場合に、前記圧縮機センサに代えて、前記構成機器用センサを用いて前記圧縮機を制御するものであって、前記相関係数算出部が相関関数を用いて算出した前記相関係数に基づき、前記構成用センサの中から、前記第１センサ値と最も相関の高い前記第２センサ値を検出した前記構成機器用センサを、前記圧縮機の制御に用いる前記構成機器用センサである代替センサ選択部を有してなる冷却システム。
2. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
   前記圧縮機と異なる機器であり、前記圧縮機と共に冷媒循環回路を構成する少なくとも１つの構成機器とを備える冷却システムであって、前記圧縮機に設けられ、前記冷媒の物理量である第１の物理量を第１のセンサ値として検出する圧縮機用センサと、前記構成機器に設けられ、前記第１物理量から影響を受ける、又は前記第１物理量に影響を与える密接な関係を有する物理量である第２物理量を第２センサ値として検出する構成機器用センサと、前記構成機器用センサを複数設け、これら構成機器用センサのそれぞれが検出した前記第２センサ値の統計値と、前記第１センサ値との相関の関係を表す相関係数を前記第２センサ値の統計値に対応させて算出する相関係数算出部を設けてなり、通常運転時において、前記圧縮機用センサを用いて前記圧縮機を制御する圧縮機制御部と、前記圧縮機用センサの異常を検出する異常検出部とを有し、前記機器制御部は、前記異常検出部によって前記異常が検出された場合に、前記圧縮機センサに代えて、前記構成機器用センサを用いて前記圧縮機を制御するものであって、前記相関係数算出部が相関関数を用いて算出し
   た前記相関係数に基づき、前記構成用センサの中から、前記第１センサ値と最も相関の高い前記第２センサ値を検出した前記構成機器用センサを、前記圧縮機の制御に用いる前記構成機器用センサである代替センサ選択部を有してなる冷却システム。
3. 前記構成機器は、複数設けられており、
   前記構成機器のそれぞれに設けられ、前記第２物理量を調整する調整機構と、前記物理量を調整する度合いの大きさを示す調整量に基づき、前記構成機器の中から、前記第２物理量を調整する度合いが最適値となる前記調整機構を有する前記構成機器を特定する機器特定部とを有する請求項１または２に記載の冷却システム。
4. 前記代替センサ選択部は、前記機器特定部によって特定された前記構成機器に設けられた前記構成用センサから、前記相関関係算出部において相関関係を用いて算出された相関係数を用いて、前記代替センサを選択する請求項３に記載に冷却システム。
5. 前記構成機器用センサのそれぞれが検出する前記第２センサ値を前記圧縮機制御部へ伝送する通信制御部と、前記構成機器を制御する複数の機器制御部とをさらに有し、前記通信制御部は、前記機器制御部と通信することによって前記機器制御部から前記第２センサ値を取得しており、前記異常検出部によって前記異常が検出された場合、前記代替センサを有する前記構成機器を制御する前記機器制御部を、他の前記機器制御部よりも優先して通信の対象とし、かつ、前記通信制御部は、前記異常検出部によって前記異常が検出された場合に、前記代替センサが検出する前記第２センサ値を含む重要データを抽出し、他の前記構成機器用センサが検出する前記第２センサ値を含む通常データよりも前記重要データを優先し、前記重要データの伝送頻度を前記通常データの伝送頻度よりも多くして前記圧縮機制御部へ伝送する請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷却システム。
6. 前記異常検出部は、前記相関関係算出部が相関関数を用いて算出した前記相関係数に基づき、前記第１センサ値と前記第２センサ値との相関の高さが全て所定基準を下回ったか否かを判定し、前記相関の高さが全て前記所定基準を下回った場合に前記異常が発生したとして、前記異常を検出する請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷却システム。
7. 前記異常検出部によって前記異常が検出された場合に、前記異常が検出された旨と、前記構成機器用センサの中から前記代替センサを選択した旨とをユーザに通知する通知部をさらに有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷却システム。