CN111685541A - 冷却装置及冷却控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在小型且高效地工作的冷冻机内置型的冷却设备中，即使在冷冻机的负载超过额定负载时也能维持最低限度的冷却性能，并抑制对商品造成的影响的冷却装置及冷却控制方法。冷却装置(1)控制包含压缩机(10)的冷冻机(101)，该压缩机(10)内置于对商品(5)进行冷却的冷却设备(100)内，冷却装置(1)包括：对提供给冷却设备(100)的电流的电流值进行测定的电流传感器(S3)；以及在电流传感器(S3)所测定的电流值超过规定值(Ith)时，进行降低压缩机(10)的转速的控制的冷冻机电力控制部(31)。

Description

冷却装置及冷却控制方法

技术领域

本发明涉及在以小型高效率工作的冷冻机内置型的冷却设备中，即使冷冻机的负载超过额定负载时也能维持最低限度的冷却性能，并抑制对商品造成的影响的冷却装置及冷却控制方法。

背景技术

在便利店或超市等店铺中，大多在将多个货架配置成多层的展示架上陈列商品。该展示架需要对冷冻食品或生鲜食品等进行冷冻或冷藏的同时进行陈列，因此设置有蒸发器等冷却用热交换器。另外，还有一种开放式的展示架，该具有冷却功能的展示架不设置商品门，通过形成空气幕来形成冷却空间(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2010－207564号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在具有冷却功能的展示架等的冷却设备中配置有较小型的冷却装置。该冷却设备也是并不固定布置在店铺内，而是像冰箱那样能改变布置的可携带型设备，因此冷却装置不使用外部的冷冻机，而是使冷冻机内置。该冷冻机内置的冷却装置与店铺内的商用插座相连接，获取商用电源，通过该商用电源进行冷冻机的驱动控制。

因而，内置的冷冻机的压缩机被设计成小型且高效率，即使用商用电源也能工作。商用电源的额定容量一般为100V、15A，且作为压缩机采用负载较大的使用方法。因此，若店铺内的环境发生变化(温度、湿度、电源电压等变化)，则压缩机的负载变大，容易超过额定容量。尤其是，开放式的冷却设备容易受到周围环境的影响。

因此，考虑将冷冻机的额定电压设为200V，或者将额定电流设为20A来增加电源容量，但会导致成本上升。另一方面，也考虑在负载变大的情况下，使压缩机停止，但冷却性能会降低，会对商品造成较大影响。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供一种在小型且高效地工作的冷冻机内置型的冷却设备中，即使在冷冻机的负载超过额定负载时也能维持最低限度的冷却性能，并抑制对商品造成的影响的冷却装置及冷却控制方法。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述问题达到目的，本发明的冷却装置控制包含压缩机的冷冻机，该压缩机内置于对冷却对象物品进行冷却的冷却设备内，其特征在于，包括：电流测定部，该电流测定部对提供给所述冷却设备的电流的电流值进行测定；以及冷冻机电力控制部，该冷冻机电力控制部在所述电流测定部所测定到的电流值超过规定值时，进行降低所述压缩机的转速的控制。

此外，本发明的冷却装置在上述的发明中，其特征在于，所述规定值是输入电源的额定电流值或所述额定电流值以下的设定值。

此外，本发明的冷却装置在上述的发明中，其特征在于，所述规定值是驱动所述压缩机的驱动部中的转换器的最大电流额定值或用于逆变器的电力设备的保护电流阈值。

此外，本发明的冷却装置在上述的发明中，其特征在于，所述电流测定部测定每个规定期间的电流值，所述冷冻机电力控制部在所述规定期间的电流值连续规定限制次数超过所述规定值时，重复进行将所述压缩机的上限转速降低规定转速的控制。

此外，本发明的冷却装置在上述的发明中，其特征在于，所述冷冻机电力控制部在所述规定期间的电流值连续规定恢复次数未超过所述规定值时，重复进行将所述压缩机的上限转速提高规定转速的控制。

此外，本发明的冷却装置在上述的发明中，其特征在于，具备通知部，该通知部在所述电流值超过规定值，所述压缩机的上限转速被降低时，将表示电力负载较大的意思的通知输出至外部；而在所述压缩机的上限转速恢复到设定上限转速时，对所述通知的外部输出进行解除。

此外，本发明的冷却装置在上述的发明中，其特征在于，所述冷冻机电力控制部在所述电流值超过所述规定值时，进行降低所述压缩机的转速并且限制所述冷却设备内的所述冷冻机以外的电力使用部的电力使用的调整控制。

此外，本发明的冷却控制方法是冷却装置的冷却控制方法，该冷却装置控制包含压缩机的冷冻机，该压缩机内置于对冷却对象物品进行冷却的冷却设备内，其特征在于，包括：电流测定步骤，该电流测定步骤中对提供给所述冷却设备的电流的电流值进行测定；以及冷冻机电力控制步骤，该冷冻机电力控制步骤中在所述电流测定步骤中测定到的电流值超过规定值时，进行降低所述压缩机的转速的控制。

发明效果

根据本发明，在小型且高效地工作的冷冻机内置型的冷却设备中，即使在冷冻机的负载超过额定负载时也能维持最低限度的冷却性能，并抑制对商品造成的影响。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1所涉及的冷却装置的结构的图。

图2是示出利用冷冻机电力控制部进行的冷冻机电力控制处理的一个示例的时序图。

图3是示出利用冷冻机电力控制部进行的冷冻机电力控制处理步骤的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。

<整体结构>

图1是表示本发明的实施方式的冷却装置1的结构的图。如图1所示，冷却装置1配置于冷却设备100内。冷却装置1包括依次连接有压缩机10、冷凝器12、膨胀阀14、蒸发器15的冷冻循环机构。冷凝器12具有用于提高与空气的热交换效率的送风扇13。此外，蒸发器15具有送风扇17，其将进行了热交换的空气(冷气)送风至冷却设备100内的冷却空间2。被送风扇17送风的空气在冷却空间2进行循环，并返回至蒸发器15的吸入口。

冷却空间2是配置有商品5的空间。商品5放置在具有加热器4的商品架3上。此外，在冷却空间2中还配置有照明6及显示用的LED7。

在进行对于冷却空间2的冷却处理时，压缩机10将从蒸发器15导入的低压制冷剂压缩成高压制冷剂，并导出至冷凝器12。冷凝器12对高压制冷剂进行冷凝散热，并将冷凝后的制冷剂导出至膨胀阀14。膨胀阀14对被导入的制冷剂进行减压膨胀并导出至蒸发器15。然后，蒸发器15通过被减压膨胀的制冷剂进行吸热，利用送风扇17将冷却后的空气送风至冷却空间2，并将减压制冷剂导出至压缩机10。

此外，在蒸发器15的送风下游侧，设置有检测吹出温度的吹出温度传感器S1。此外，在冷却空间2设置有检测冷却空间2内的温度的库内温度传感器S2。此外，冷却设备100与商用电源102相连接，并将电源提供给压缩机10的驱动部11及冷却设备100内的各部分、例如加热器4、照明6、LED7、送风扇13、17等。在商用电源102的导入口设置有用于测定电流值的电流测定部即电流传感器S3。另外，驱动部11具有转换器11a、及逆变器11b。将交流的商用电源转换成直流后得到直流电压，转换器11a将该直流电压转换成希望的直流电压并输出至逆变器11b。逆变器11b将所输入的直流电压转换成希望频率的交流电压来控制驱动压缩机10的电动机的转速。

此外，冷却装置1包括：控制部30、输入输出部40以及存储部50。控制部30是对整个装置进行控制的控制部，具有冷冻机电力控制部31以及通知部32。控制部30经由压缩机10的驱动部11进行压缩机10的转速控制及利用膨胀阀14进行的制冷剂的流量调整等，进行冷却控制以使得吹出温度成为设定温控温度TC或库内温度成为希望温度。此外，控制部30控制送风扇17的驱动电动机18的转速。此外，控制部30控制加热器4、照明6、LED7、送风扇17的驱动电动机18的通电。

冷冻机电力控制部31在电流传感器S3所测定的电流值I超过规定值Ith时，进行降低压缩机10的转速的控制，而不停止压缩机10。该规定值Ith是商用电源102的额定电流值或额定电流值以下的设定值。或者，该规定值Ith是驱动压缩机10的驱动部11中的转换器11a的最大电流额定值或者用于逆变器11b的电力设备的保护电流阈值。在该情况下，能进行驱动部11的产品保护。

具体而言，冷冻机电力控制部31在电流传感器S3在每个规定期间Δt测定到的电流值I连续规定限制次数AN超过规定值Ith时，重复进行使压缩机10的上限转速NL降低规定转速ΔN的控制。此外，冷冻机电力控制部31在规定期间Δt的电流值I连续规定恢复次数BN不超过规定值Ith时，重复进行使压缩机10的上限转速NL提高规定转速ΔN的控制。

通知部32在电流值I超过规定值Ith，压缩机10的上限转速NL降低的情况下，将电力负载较大的情况的通知输出到外部，在压缩机10的上限转速NL恢复成设定上限转速Nmax时，对通知的外部输出进行解除。

输入输出部40是对各种设定值进行操作输入，并且进行显示各种状态等输出的输入输出设备。

存储部50存储：设定上限转速Nmax、规定值Ith、规定限制次数AN、规定恢复次数BN、规定转速ΔN、以及设定温控温度TC。

<冷冻机电力控制处理的一个示例>

接着，参照图2所示的流程图，对冷冻机电力控制部31所进行的冷冻机电力控制处理的一个示例进行说明。首先，电流传感器S3在每个规定期间Δt测定电流值I。冷冻机电力控制部31判定该采样到的电流值I是否分别超过规定值Ith，在规定期间Δt内超过了规定值Ith的电流值I的次数为例如20％以上的情况下，设立标记“1”作为规定期间Δt的电流值I超过规定值Ith的情况。另一方面，在规定期间Δt内超过了规定值Ith的电流值I的次数小于20％的情况下，设立标记“0”作为规定期间Δt的电流值I小于规定值Ith的情况。图2的上部所示的规定期间Δt中，10次中有7次电流值I超过规定值Ith，因此设立标记“1”作为规定期间Δt的电流值超过规定值Ith。

冷冻机电力控制部31在标记“1”连续地设立规定限制次数AN、例如从时刻t0到时刻t1为止的连续6次设立的情况下，在时刻t1将压缩机10的上限转速NL降低规定转速ΔN。之后，在从时刻t1到时刻t2为止连续6次设立标记“1”的情况下，进一步将上限转速NL降低规定转速ΔN。

在该情况下，尽管不停止压缩机10，限制上限转速NL，但由于压缩机10持续旋转，因此即使负载变大仍能维持最低限度的冷却性能。

此外，冷冻机电力控制部31在标记“0”连续地设立规定恢复次数BN、例如从时刻t11到时刻t12为止的连续60次的情况下，在时刻t12将压缩机10的当前的上限转速NL提高规定转速ΔN。另外，设定上述的规定限制次数AN及规定恢复次数BN是为了稳定地控制上限转速NL。

<冷冻机电力控制处理>

接着，参照图3所示的流程图，对冷冻机电力控制部31所进行的冷冻机电力控制处理步骤进行说明。如图3所示，首先冷冻机电力控制部31分别将限制计数器ND的值及恢复计数器NU的值设为0作为初始值(步骤S101)。限制计数器ND是连续的标记“1”的计数值，恢复计数器NU是连续的标记“0”的计数值。

之后，冷冻机电力控制部31检测规定期间Δt的电流值I(步骤S102)。然后，对电流值I是否超过规定值Ith进行判定(步骤S103)。在电流值I超过规定值Ith时(步骤S103，是)，将限制计数器ND的值递增，并且将恢复计数器NU的值清零(步骤S104)。

之后，进一步对限制计数器ND的值是否达到规定限制次数AN进行判定(步骤S105)。在限制计数器ND的值达到规定限制次数AN时(步骤S105)，进行将当前的上限转速NL降低规定转速ΔN的处理(步骤S106)。

之后，通知部32将表示电力负载较大的意思的通知输出至外部(步骤S107)。而且，将限制计数器ND的值清零(步骤S108)。而且，判定是否存在结束指示(步骤S115)，在没有结束指示时(步骤S115，否)，转移至步骤S102并重复上述处理。此外，在有结束指示时(步骤S115，是)，结束本处理。

另一方面，在限制计数器ND的值未达到规定限制次数AN时(步骤S105，否)，直接转移至步骤S115，判定是否存在结束指示(步骤S115)，在没有结束指示时(步骤S115，否)，转移至步骤S102并重复上述处理。此外，在有结束指示时(步骤S115，是)，结束本处理。

另一方面，在电流值I未超过规定值Ith时(步骤S103，否)，将限制计数器ND的值清零，并且将恢复计数器NU的值递增(步骤S109)。

之后，进一步对恢复计数器NU的值是否达到规定恢复次数BN进行判定(步骤S110)。在恢复计数器NU的值达到规定恢复次数BN时(步骤S110，是)，进行将当前的上限转速NL提高规定转速ΔN的处理(步骤S111)。

之后，判定当前的上限转速NL是否达到设定上限转速Nmax(步骤S112)。在当前的上限转速NL达到设定上限转速Nmax时(步骤S112，是)，对通知输出进行解除(步骤S113)，将恢复计数器NU清零(步骤S114)，并转移至步骤S115。

另一方面，在恢复计数器NU的值未达到规定恢复次数BN时(步骤S110，否)，或者当前的上限转速NL未达到设定上限转速Nmax时(步骤S112，否)，直接转移至步骤S115。

步骤S115中，判定是否有结束指示(步骤S115)，在没有结束指示时(步骤S115，否)，转移至步骤S102并重复上述处理。此外，在有结束指示时(步骤S115，是)，结束本处理。

另外，冷冻机电力控制部31可以在电流值I超过规定值Ith时，降低压缩机10的转速并且进行调整控制，限制冷却设备100内的冷冻机101以外的电力使用部、例如加热器4、照明6、LED等的电力使用。另外，加热器4可以是用于商品门等的除霜处理的加热器，而不是商品架3的加热器。

本实施方式中，在电流值I超过规定值Ith的较大的负载产生时，降低压缩机10的转速而不停止压缩机10，因此能维持最低限度的冷却性能，能抑制对商品造成的影响。

此外，通知部在压缩机10的转速(上限频率)被降低时，将表示电力负载较大的意思的通知输出至外部，促使提高店铺内的周围环境，因此能减小由周围环境对于压缩机10的负载。

并且，在上述的实施方式中，作为冷却设备100的一个示例对展示柜进行举例说明，但不限于此，还能适用于冷冻机内置型的搭载有小型且高效的冷冻机的冷却设备。例如，能适用于紧凑的冰箱、冰柜等。

另外，上述的实施方式及变形例中图示的各结构是功能概述，不一定必须如图所示进行物理配置。也就是说，各装置和结构要素的分开或组合的方式不限于图中所示的方式，并且根据各种使用状况等能将其全部或一部分在功能上或物理上以任意单位进行分开或组合。

标号说明

1 冷却装置

2 冷却空间

3 商品架

4 加热器

5 商品

6 照明

10 压缩机

11 驱动部

11a 转换器

11b 逆变器

12 冷凝器

13、17 送风扇

14 膨胀阀

15 蒸发器

18 驱动电动机

30 控制部

31 冷冻机电力控制部

32 通知部

40 输入输出部

50 存储部

100 冷却设备

101 冷冻机

102 商用电源

AN 规定限制次数

BN 规定恢复次数

I 电流值

Ith规定值

ND 限制计数器

NL 上限转速

Nmax 设定上限转速

NU 恢复计数器

S1 吹出温度传感器

S2 库内温度传感器

S3 电流传感器

t0、t1、t2、t11、t12 时刻

TC 设定温控温度

ΔN 规定转速

Δt 规定时间。

Claims (8)

1.一种冷却装置，控制包含压缩机的冷冻机，该压缩机内置于对冷却对象物品进行冷却的冷却设备内，其特征在于，包括：

电流测定部，该电流测定部对提供给所述冷却设备的电流的电流值进行测定；以及

冷冻机电力控制部，该冷冻机电力控制部在所述电流测定部所测定到的电流值超过规定值时，进行降低所述压缩机的转速的控制。

2.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，

所述规定值是输入电源的额定电流值或所述额定电流值以下的设定值。

3.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，

所述规定值是驱动所述压缩机的驱动部中的转换器的最大电流额定值或用于逆变器的电力设备的保护电流阈值。

4.如权利要求1至3中任一项所述的冷却装置，其特征在于，

所述电流测定部测定每个规定期间的电流值，

所述冷冻机电力控制部在所述规定期间的电流值连续规定限制次数超过所述规定值时，重复进行将所述压缩机的上限转速降低规定转速的控制。

5.如权利要求4所述的冷却装置，其特征在于，

所述冷冻机电力控制部在所述规定期间的电流值连续规定恢复次数未超过所述规定值时，重复进行将所述压缩机的上限转速提高规定转速的控制。

6.如权利要求1至5中任一项所述的冷却装置，其特征在于，

具备通知部，该通知部在所述电流值超过规定值且所述压缩机的上限转速被降低时，将表示电力负载较大的意思的通知输出至外部；在所述压缩机的上限转速恢复到设定上限转速时，对所述通知的外部输出进行解除。

7.如权利要求1至6中任一项所述的冷却装置，其特征在于，

所述冷冻机电力控制部在所述电流值超过所述规定值时，进行降低所述压缩机的转速并且限制所述冷却设备内的所述冷冻机以外的电力使用部的电力使用的调整控制。

8.一种冷却控制方法，是冷却装置的冷却控制方法，该冷却装置控制包含压缩机的冷冻机，该压缩机内置于对冷却对象物品进行冷却的冷却设备内，其特征在于，包括：

电流测定步骤，该电流测定步骤中对提供给所述冷却设备的电流的电流值进行测定；以及

冷冻机电力控制步骤，该冷冻机电力控制步骤中在所述电流测定步骤中测定到的电流值超过规定值时，进行降低所述压缩机的转速的控制。

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