JP2001317838A - 熱電モジュールを内蔵する冷媒回路の制御装置 - Google Patents
熱電モジュールを内蔵する冷媒回路の制御装置Info
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- JP2001317838A JP2001317838A JP2000134599A JP2000134599A JP2001317838A JP 2001317838 A JP2001317838 A JP 2001317838A JP 2000134599 A JP2000134599 A JP 2000134599A JP 2000134599 A JP2000134599 A JP 2000134599A JP 2001317838 A JP2001317838 A JP 2001317838A
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2321/00—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
- F25B2321/02—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
- F25B2321/021—Control thereof
- F25B2321/0212—Control thereof of electric power, current or voltage
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、脱調防止機能及び高信頼性機能及
び高効率運転機能とを持つ熱電モジュールを内蔵する冷
媒回路の制御装置を開発するものである。 【解決手段】 熱電モジュールの吸熱面及び放熱面の少
なくとも一方との間に液状熱媒体との熱交換手段を備え
たマニホールドと、液状熱媒体の循環手段と、吸熱用及
び放熱用熱交換器と、熱交換器用ファンを具備し、被冷
却物質又は被加熱物質の温度等の状態を検知する複数の
検知器により検知した値と設定値との差に基づく制御信
号を複数個出力し、前記冷媒回路の運転制御を行うもの
である。
び高効率運転機能とを持つ熱電モジュールを内蔵する冷
媒回路の制御装置を開発するものである。 【解決手段】 熱電モジュールの吸熱面及び放熱面の少
なくとも一方との間に液状熱媒体との熱交換手段を備え
たマニホールドと、液状熱媒体の循環手段と、吸熱用及
び放熱用熱交換器と、熱交換器用ファンを具備し、被冷
却物質又は被加熱物質の温度等の状態を検知する複数の
検知器により検知した値と設定値との差に基づく制御信
号を複数個出力し、前記冷媒回路の運転制御を行うもの
である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ペルチェ効果を有
する熱電モジュールを内蔵する冷媒回路の制御装置に関
するものである。
する熱電モジュールを内蔵する冷媒回路の制御装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、フロンガスのオゾン層破壊作用が
地球的な問題となり、フロンガスを使用しない冷却装置
の開発が急がれている。また、コンプレッサを用いる一
般的な冷却装置では、使用される環境が静寂である場合
にはコンプレッサの駆動音が耳障りである。フロンガス
並びにコンプレッサを使用しない冷却装置の一つとし
て、熱電モジュールを使用した冷却装置が注目されてい
る。
地球的な問題となり、フロンガスを使用しない冷却装置
の開発が急がれている。また、コンプレッサを用いる一
般的な冷却装置では、使用される環境が静寂である場合
にはコンプレッサの駆動音が耳障りである。フロンガス
並びにコンプレッサを使用しない冷却装置の一つとし
て、熱電モジュールを使用した冷却装置が注目されてい
る。
【０００３】ここで熱電モジュールとは、ペルチェ（Ｐ
ｅｌｔｉｅｒ）モジュールとして知られているものであ
り、二つの伝熱面を有し、直流電流を流すことにより一
方の伝熱面が加熱され、他方の伝熱面が冷却される機能
を持つ部材である。すなわち熱電モジュールでは、一方
の面が放熱面として機能し、他方が吸熱面として機能す
る。
ｅｌｔｉｅｒ）モジュールとして知られているものであ
り、二つの伝熱面を有し、直流電流を流すことにより一
方の伝熱面が加熱され、他方の伝熱面が冷却される機能
を持つ部材である。すなわち熱電モジュールでは、一方
の面が放熱面として機能し、他方が吸熱面として機能す
る。
【０００４】熱電モジュールを使用した冷却装置は、例
えば特表平６−５０４３６１号公報に開示されている。
えば特表平６−５０４３６１号公報に開示されている。
【０００５】特表平６−５０４３６１号公報に開示され
た発明は、熱電モジュールをマニホールドに内蔵し、マ
ニホールド内では熱電モジュールを挟んで二つのキャビ
ティが構成されている。そしてマニホールドの放熱面に
面するキャビティは、熱交換器とポンプによって構成さ
れる閉回路に接続され、他方の吸熱面に面するキャビテ
ィも同様に熱交換器とポンプによって構成される閉回路
に接続されている。
た発明は、熱電モジュールをマニホールドに内蔵し、マ
ニホールド内では熱電モジュールを挟んで二つのキャビ
ティが構成されている。そしてマニホールドの放熱面に
面するキャビティは、熱交換器とポンプによって構成さ
れる閉回路に接続され、他方の吸熱面に面するキャビテ
ィも同様に熱交換器とポンプによって構成される閉回路
に接続されている。
【０００６】この様にして、熱電モジュールの放熱側の
伝熱面を含む循環回路と、冷却側伝熱面を含む循環回路
を構成し、この回路に水を主体とする熱媒体を循環させ
る。そして二つの循環回路の内、冷却側の回路の熱交換
器によって所望の冷却を行う。
伝熱面を含む循環回路と、冷却側伝熱面を含む循環回路
を構成し、この回路に水を主体とする熱媒体を循環させ
る。そして二つの循環回路の内、冷却側の回路の熱交換
器によって所望の冷却を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記した特表平６−５
０４３６１号公報に開示された発明は、熱電モジュール
を使用して実用的な冷却を行い得る技術である。しかし
ながら、この技術は、冷却装置の基本的な構成を開示す
るものに過ぎず、実際にこの発明を冷蔵庫等に適用する
には、改良すべき点や、新たに解決しなければならない
多くの問題が存在している。
０４３６１号公報に開示された発明は、熱電モジュール
を使用して実用的な冷却を行い得る技術である。しかし
ながら、この技術は、冷却装置の基本的な構成を開示す
るものに過ぎず、実際にこの発明を冷蔵庫等に適用する
には、改良すべき点や、新たに解決しなければならない
多くの問題が存在している。
【０００８】すなわち、上記従来の熱電モジュールを使
用した冷却装置は、冷媒として液状熱媒体を使用してい
るため流体ポンプ駆動用モータの起動時に急激な負荷変
動による脱調現象を起こす可能性を持っている。すなわ
ちモータ起動時は瞬間的にポンプ回転数を高回転域に上
げようとするため、モータの起動トルクに対してポンプ
回転負荷が大きくモータの磁界の回転に対してポンプメ
カ部が遅れてしまう脱調現象が発生するのである。
用した冷却装置は、冷媒として液状熱媒体を使用してい
るため流体ポンプ駆動用モータの起動時に急激な負荷変
動による脱調現象を起こす可能性を持っている。すなわ
ちモータ起動時は瞬間的にポンプ回転数を高回転域に上
げようとするため、モータの起動トルクに対してポンプ
回転負荷が大きくモータの磁界の回転に対してポンプメ
カ部が遅れてしまう脱調現象が発生するのである。
【０００９】また仮に脱調せずに起動した場合において
も、ポンプメカ部内において液状熱媒体を瞬間的に圧縮
して吐出させるためメカ部への負荷が増大しメカ部の摩
耗が発生するなど信頼性に関わる問題を有している。
も、ポンプメカ部内において液状熱媒体を瞬間的に圧縮
して吐出させるためメカ部への負荷が増大しメカ部の摩
耗が発生するなど信頼性に関わる問題を有している。
【００１０】また、熱電モジュールを使用した冷媒回路
は、冷却装置においてはフロンガスを使用した冷却装置
に比べて冷却効率が低いのが現状であり、いかに冷却負
荷に応じた最適なシステム制御を行うかが重要である。
は、冷却装置においてはフロンガスを使用した冷却装置
に比べて冷却効率が低いのが現状であり、いかに冷却負
荷に応じた最適なシステム制御を行うかが重要である。
【００１１】本発明は、従来技術の上記した問題点に注
目し、熱電モジュールを内蔵する冷媒回路において起動
時の流体ポンプ駆動用モータの脱調現象を回避し、メカ
部の信頼性を向上したり、負荷に応じた最適な要素部品
の制御を行いＣＯＰを向上させるなどの新たな技術を提
供することを目的とする。
目し、熱電モジュールを内蔵する冷媒回路において起動
時の流体ポンプ駆動用モータの脱調現象を回避し、メカ
部の信頼性を向上したり、負荷に応じた最適な要素部品
の制御を行いＣＯＰを向上させるなどの新たな技術を提
供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明は、吸熱面と放熱面とを有し電流を流すことに
より前記吸熱面が冷却され前記放熱面が加熱される熱電
モジュールと前記熱電モジュールの吸熱面及び放熱面の
少なくとも一方との間に液状熱媒体との熱交換手段を備
えたマニホールドと、液状熱媒体の循環手段と、吸熱用
及び放熱用熱交換器と、この熱交換器に風を流す熱交換
器用ファンとを具備し、被冷却物質又は被加熱物質の温
度等の状態を検知する複数の検知器により検知した値と
設定値との差に基づく制御信号を複数個出力し、運転制
御を行う熱電モジュールを内蔵する冷媒回路の制御装置
である。これにより、起動時におけるモータの脱調防
止、ポンプメカ部の負荷低減による信頼性の確保、及び
冷媒回路の高効率制御を実現することが可能となる。
の本発明は、吸熱面と放熱面とを有し電流を流すことに
より前記吸熱面が冷却され前記放熱面が加熱される熱電
モジュールと前記熱電モジュールの吸熱面及び放熱面の
少なくとも一方との間に液状熱媒体との熱交換手段を備
えたマニホールドと、液状熱媒体の循環手段と、吸熱用
及び放熱用熱交換器と、この熱交換器に風を流す熱交換
器用ファンとを具備し、被冷却物質又は被加熱物質の温
度等の状態を検知する複数の検知器により検知した値と
設定値との差に基づく制御信号を複数個出力し、運転制
御を行う熱電モジュールを内蔵する冷媒回路の制御装置
である。これにより、起動時におけるモータの脱調防
止、ポンプメカ部の負荷低減による信頼性の確保、及び
冷媒回路の高効率制御を実現することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、吸熱面と放熱面とを有し電流を流すことにより前記
吸熱面が冷却され前記放熱面が加熱される熱電モジュー
ルと前記熱電モジュールの吸熱面及び放熱面の少なくと
も一方との間に液状熱媒体との熱交換手段を備えたマニ
ホールドと、液状熱媒体の循環手段と、吸熱用及び放熱
用熱交換器と、熱交換器用ファンを具備し、被冷却物質
又は被加熱物質の温度等の状態を検知する複数の検知器
により検知した値と設定値との差に基づく制御信号を複
数個出力し、運転制御を行う熱電モジュールを内蔵する
冷媒回路の制御装置である。
は、吸熱面と放熱面とを有し電流を流すことにより前記
吸熱面が冷却され前記放熱面が加熱される熱電モジュー
ルと前記熱電モジュールの吸熱面及び放熱面の少なくと
も一方との間に液状熱媒体との熱交換手段を備えたマニ
ホールドと、液状熱媒体の循環手段と、吸熱用及び放熱
用熱交換器と、熱交換器用ファンを具備し、被冷却物質
又は被加熱物質の温度等の状態を検知する複数の検知器
により検知した値と設定値との差に基づく制御信号を複
数個出力し、運転制御を行う熱電モジュールを内蔵する
冷媒回路の制御装置である。
【００１４】これにより、冷媒回路の起動時，温度設定
変更時，負荷変動時における最適な熱電モジュールへの
電圧，ポンプ回転数，吸熱用ファン風量，放熱用ファン
風量を供給できるため、起動時における脱調防止，ポン
プメカ部の負荷低減による信頼性の確保，高効率制御を
実現することが可能である。
変更時，負荷変動時における最適な熱電モジュールへの
電圧，ポンプ回転数，吸熱用ファン風量，放熱用ファン
風量を供給できるため、起動時における脱調防止，ポン
プメカ部の負荷低減による信頼性の確保，高効率制御を
実現することが可能である。
【００１５】本発明の請求項２に記載の発明は、液状熱
媒体の循環手段として駆動用モータを具備した流体ポン
プを用いた冷媒回路において、前記駆動用モータの起動
時から所定時間内に回転速度の低い順に信号を出力する
起動制御回路を備えた請求項１に記載の熱電モジュール
を内蔵する冷媒回路の制御装置である。
媒体の循環手段として駆動用モータを具備した流体ポン
プを用いた冷媒回路において、前記駆動用モータの起動
時から所定時間内に回転速度の低い順に信号を出力する
起動制御回路を備えた請求項１に記載の熱電モジュール
を内蔵する冷媒回路の制御装置である。
【００１６】これにより、モータ起動時に脱調すること
なくスムーズな立ち上がりを得ることができ、ポンプメ
カ部への負荷変動を小さく抑えることができるため高信
頼性を確保することができる。また、ポンプ回転数が上
昇するにつれてポンプの容量は大きくなり、この回転速
度のスピード、すなわち加速度を所定の値に選定するこ
とにより立ち上がり特性の良好で信頼性の高いポンプと
することが可能となる。
なくスムーズな立ち上がりを得ることができ、ポンプメ
カ部への負荷変動を小さく抑えることができるため高信
頼性を確保することができる。また、ポンプ回転数が上
昇するにつれてポンプの容量は大きくなり、この回転速
度のスピード、すなわち加速度を所定の値に選定するこ
とにより立ち上がり特性の良好で信頼性の高いポンプと
することが可能となる。
【００１７】本発明の請求項３に記載の発明は、複数の
検出器の信号を入力し、この信号に対応した熱交換器用
ファン及び流体ポンプ駆動用モータ及び熱電モジュール
の電圧信号を出力する電圧信号部を備えた請求項１に記
載の熱電モジュールを内蔵する冷媒回路の制御装置であ
る。
検出器の信号を入力し、この信号に対応した熱交換器用
ファン及び流体ポンプ駆動用モータ及び熱電モジュール
の電圧信号を出力する電圧信号部を備えた請求項１に記
載の熱電モジュールを内蔵する冷媒回路の制御装置であ
る。
【００１８】これにより、冷媒回路の温度設定変更時、
負荷変動時における最適な熱電モジュールへの電圧，ポ
ンプ回転数，吸熱用ファン風量，放熱用ファン風量を供
給できるため、省エネルギーな高効率運転を実現するこ
とが可能となる。
負荷変動時における最適な熱電モジュールへの電圧，ポ
ンプ回転数，吸熱用ファン風量，放熱用ファン風量を供
給できるため、省エネルギーな高効率運転を実現するこ
とが可能となる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明による熱電モジュールを内蔵す
る冷媒回路の制御装置の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。なお、従来と同一構成については同一
符号を付して詳細な説明を省略する。
る冷媒回路の制御装置の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。なお、従来と同一構成については同一
符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２０】本発明の実施例１を示す熱電モジュールを
内蔵する冷媒回路の制御装置を図１に示す。また図５に
流体ポンプの断面図を示す。
内蔵する冷媒回路の制御装置を図１に示す。また図５に
流体ポンプの断面図を示す。
【００２１】熱電モジュール１，熱交換手段用のポンプ
メカ部２を内蔵するマニホールド３にポンプ駆動用モー
タ４を具備した液状熱媒体５の循環用流体ポンプ６は回
転数変換ポンプで、そのポンプ駆動用モータ４への供給
電圧を変化させることによりポンプメカ部２の回転数を
変化させ容量を制御するものである。
メカ部２を内蔵するマニホールド３にポンプ駆動用モー
タ４を具備した液状熱媒体５の循環用流体ポンプ６は回
転数変換ポンプで、そのポンプ駆動用モータ４への供給
電圧を変化させることによりポンプメカ部２の回転数を
変化させ容量を制御するものである。
【００２２】流体ポンプ６内で熱電モジュール１の放熱
面３０と熱交換し、吐出された高温の液状熱媒体５は、
放熱用熱交換器７で放熱用ファン８にて移動した被加熱
物質９と熱交換し、再びマニホールド３内へ吸入され
る。
面３０と熱交換し、吐出された高温の液状熱媒体５は、
放熱用熱交換器７で放熱用ファン８にて移動した被加熱
物質９と熱交換し、再びマニホールド３内へ吸入され
る。
【００２３】また、熱電モジュール１の吸熱面２９は吸
熱用熱交換器１０と熱交換し、吸熱された吸熱用熱交換
器１０は冷却用ファン１１にて移動した被冷却物質１２
と熱交換する。このように冷媒回路１３は構成されてい
る。
熱用熱交換器１０と熱交換し、吸熱された吸熱用熱交換
器１０は冷却用ファン１１にて移動した被冷却物質１２
と熱交換する。このように冷媒回路１３は構成されてい
る。
【００２４】１４は冷媒回路１３の要素部品（熱電モジ
ュール１，ポンプ駆動用モータ４，放熱用ファンモータ
１９，吸熱用ファンモータ２０）の制御を行う制御装置
であり、商用電源１５を一次電源とし、整流回路部１６
にて整流し直流電源に変換し、この直流電源を電圧出力
回路１７にて各要素部品に見合った電圧に調整し、配線
１８で各要素部品に供給する。
ュール１，ポンプ駆動用モータ４，放熱用ファンモータ
１９，吸熱用ファンモータ２０）の制御を行う制御装置
であり、商用電源１５を一次電源とし、整流回路部１６
にて整流し直流電源に変換し、この直流電源を電圧出力
回路１７にて各要素部品に見合った電圧に調整し、配線
１８で各要素部品に供給する。
【００２５】要素部品の供給電圧制御は電圧信号部２１
の信号により、整流回路部１６を制御し直流電圧を制御
し電圧出力回路１７で行う。この電圧信号部２１は被加
熱物質９及び被冷却物質１２の温度をそれぞれ放熱側温
度検知器２２及び吸熱側温度検知器２３で検知し、各検
知器により検知した値と設定値との差を検出器２４で検
出し、その差に基づく信号を電圧信号部２１に送り、前
記の如く各要素部品への供給電圧を制御する。
の信号により、整流回路部１６を制御し直流電圧を制御
し電圧出力回路１７で行う。この電圧信号部２１は被加
熱物質９及び被冷却物質１２の温度をそれぞれ放熱側温
度検知器２２及び吸熱側温度検知器２３で検知し、各検
知器により検知した値と設定値との差を検出器２４で検
出し、その差に基づく信号を電圧信号部２１に送り、前
記の如く各要素部品への供給電圧を制御する。
【００２６】すなわち被加熱物質９及び被冷却物質１２
の熱的負荷に対応した検出器２４の信号を電圧出力回路
１７に出力して、熱電モジュール１の電圧，液状熱媒体
５の循環用流体ポンプ６の循環量，放熱用ファン８及び
吸熱用ファン１１の風量を制御するものであり、温度の
他に湿度あるいは液状熱媒体５の状態等で制御してもよ
い。
の熱的負荷に対応した検出器２４の信号を電圧出力回路
１７に出力して、熱電モジュール１の電圧，液状熱媒体
５の循環用流体ポンプ６の循環量，放熱用ファン８及び
吸熱用ファン１１の風量を制御するものであり、温度の
他に湿度あるいは液状熱媒体５の状態等で制御してもよ
い。
【００２７】なお電圧信号部２１には別に起動制御回路
２５を設けて、ポンプ駆動用モータ４の起動時所定時
間、この起動制御回路２５にて制御される優先制御回路
２６が設けられている。
２５を設けて、ポンプ駆動用モータ４の起動時所定時
間、この起動制御回路２５にて制御される優先制御回路
２６が設けられている。
【００２８】すなわち、起動制御回路２５と電圧信号部
２１で構成されるこの優先制御回路２６を第２図で詳細
に説明する。図２は図１の回路部の電圧信号部２１の詳
細回路図である。
２１で構成されるこの優先制御回路２６を第２図で詳細
に説明する。図２は図１の回路部の電圧信号部２１の詳
細回路図である。
【００２９】電圧信号部２１は検出器２４からの信号を
入力しこの信号に対応する各要素部品の電圧信号に変換
して出力する電圧信号回路２７と、この電圧信号回路２
７からの信号及び起動制御回路２５からの信号を入力
し、通常運転時は電圧信号回路２７からの信号に基づい
た電圧信号を電圧出力回路１７に出力すると共に、タイ
マー回路２８の作動時に起動制御回路２５からの信号に
基づいた電圧信号を電圧出力回路１７に出力する優先制
御回路２６と、ポンプ駆動用モータ４が起動し冷媒回路
１３の各構成部品の温度が適当な値になるまでの時間を
カウントし優先制御回路２６に信号を出力するタイマー
回路２８とより構成されている。
入力しこの信号に対応する各要素部品の電圧信号に変換
して出力する電圧信号回路２７と、この電圧信号回路２
７からの信号及び起動制御回路２５からの信号を入力
し、通常運転時は電圧信号回路２７からの信号に基づい
た電圧信号を電圧出力回路１７に出力すると共に、タイ
マー回路２８の作動時に起動制御回路２５からの信号に
基づいた電圧信号を電圧出力回路１７に出力する優先制
御回路２６と、ポンプ駆動用モータ４が起動し冷媒回路
１３の各構成部品の温度が適当な値になるまでの時間を
カウントし優先制御回路２６に信号を出力するタイマー
回路２８とより構成されている。
【００３０】そして電圧信号回路２７からの最初の信号
又は特定の信号を起動信号とみなし、この起動信号が優
先制御回路２６に入力されたとき、この優先制御回路２
６より起動制御回路２５とタイマー回路２８へ起動信号
が出力される。この起動信号が入力されれば、起動制御
回路２５から直流電圧の低い順すなわち回転速度の低い
順に流体ポンプ６の回転速度を決定する信号を出力する
と共に、タイマー回路２８は時間のカウントを開始す
る。
又は特定の信号を起動信号とみなし、この起動信号が優
先制御回路２６に入力されたとき、この優先制御回路２
６より起動制御回路２５とタイマー回路２８へ起動信号
が出力される。この起動信号が入力されれば、起動制御
回路２５から直流電圧の低い順すなわち回転速度の低い
順に流体ポンプ６の回転速度を決定する信号を出力する
と共に、タイマー回路２８は時間のカウントを開始す
る。
【００３１】従ってポンプ駆動用モーター４の起動時に
はタイマー回路２８が作動し、このタイマー回路２８の
作動中は、優先制御回路２６から出力される信号は起動
制御回路２５からの信号に基づいた信号となりポンプ駆
動用モータ４の回転速度は徐々にその速度を上昇させ
る。
はタイマー回路２８が作動し、このタイマー回路２８の
作動中は、優先制御回路２６から出力される信号は起動
制御回路２５からの信号に基づいた信号となりポンプ駆
動用モータ４の回転速度は徐々にその速度を上昇させ
る。
【００３２】そしてポンプ駆動用モータ４が起動から所
定時間を経過するとタイマー回路２８は優先制御回路２
６へ所定時間経過した信号を出力し、優先制御回路２６
から出力される信号は電圧信号回路２７からの信号に基
づいた信号となりポンプ駆動用モータ４の回転速度は検
出器２４の信号に対応した速度となる。
定時間を経過するとタイマー回路２８は優先制御回路２
６へ所定時間経過した信号を出力し、優先制御回路２６
から出力される信号は電圧信号回路２７からの信号に基
づいた信号となりポンプ駆動用モータ４の回転速度は検
出器２４の信号に対応した速度となる。
【００３３】なおタイマー回路２８の作動開始は、ポン
プ駆動用モータ４の起動を何らかの手段で検出して直接
タイマー回路２８に入力して行うようにしてもよい。
プ駆動用モータ４の起動を何らかの手段で検出して直接
タイマー回路２８に入力して行うようにしてもよい。
【００３４】この起動時のポンプ駆動用モータ４への供
給電圧制御を図３で説明する。図３は時間に対するポン
プ駆動用モータへの供給電圧の変化を示すもので、横軸
に起動からの時間をとり、縦軸にモータ電圧（回転速
度）をとっている。ポンプ駆動用モータ４は起動時、起
動制御回路２５からの信号によりＶ0の電圧で起動し、
その後、Ｔ1時間まで時間の経過と共に電圧を増加させ
る。
給電圧制御を図３で説明する。図３は時間に対するポン
プ駆動用モータへの供給電圧の変化を示すもので、横軸
に起動からの時間をとり、縦軸にモータ電圧（回転速
度）をとっている。ポンプ駆動用モータ４は起動時、起
動制御回路２５からの信号によりＶ0の電圧で起動し、
その後、Ｔ1時間まで時間の経過と共に電圧を増加させ
る。
【００３５】すなわち起動時に流体ポンプ６は低速で回
転させて液状熱媒体５を吐出させるため、この間にポン
プメカ部２の摺動部における負荷加重が低いため、摺動
部の損傷はない。
転させて液状熱媒体５を吐出させるため、この間にポン
プメカ部２の摺動部における負荷加重が低いため、摺動
部の損傷はない。
【００３６】また、起動時にポンプメカ部２に加わるト
ルクによるモータの脱調も発生しない。そして冷媒回路
１３の各構成部品の温度等が適当な値に達するまでの時
間Ｔ 1まで、前記のように起動制御回路２５により制御
されポンプ駆動用モータ４の電圧（回転速度）はＶ1と
なる。その後は、Ｔ2までポンプ駆動用モータ４の電圧
信号を一定の値で所定時間継続して出力し一定回転速度
を所定の時間継続させる。
ルクによるモータの脱調も発生しない。そして冷媒回路
１３の各構成部品の温度等が適当な値に達するまでの時
間Ｔ 1まで、前記のように起動制御回路２５により制御
されポンプ駆動用モータ４の電圧（回転速度）はＶ1と
なる。その後は、Ｔ2までポンプ駆動用モータ４の電圧
信号を一定の値で所定時間継続して出力し一定回転速度
を所定の時間継続させる。
【００３７】その間被冷却物質１２，被加熱物質９の状
態変化度合いを把握する。その後はタイマー回路２８か
らの所定時間経過した信号により、優先制御回路２６か
ら出力される信号は電圧信号回路２７からの信号に基づ
いた信号となり起動制御回路２５の制御がばずれ、被冷
却物質１２及び被加熱物質９の温度を検知し、その設定
温度との差を検出する検出器２４により、電圧信号部２
７が制御されポンプ駆動用モータ４の回転速度を制御す
る。
態変化度合いを把握する。その後はタイマー回路２８か
らの所定時間経過した信号により、優先制御回路２６か
ら出力される信号は電圧信号回路２７からの信号に基づ
いた信号となり起動制御回路２５の制御がばずれ、被冷
却物質１２及び被加熱物質９の温度を検知し、その設定
温度との差を検出する検出器２４により、電圧信号部２
７が制御されポンプ駆動用モータ４の回転速度を制御す
る。
【００３８】例えば被冷却物質１２の温度と設定温度と
の温度差が大きければ、ポンプ駆動用モータ４の電圧は
Ｔ1より増加し、曲線ＩＩのように電圧が上昇しポンプ
メカ部２の回転速度が増加することにより、流体ポンプ
６の容量を上昇させ、冷媒回路１３の冷却能力を増大さ
せ負荷に対応した能力を出す。
の温度差が大きければ、ポンプ駆動用モータ４の電圧は
Ｔ1より増加し、曲線ＩＩのように電圧が上昇しポンプ
メカ部２の回転速度が増加することにより、流体ポンプ
６の容量を上昇させ、冷媒回路１３の冷却能力を増大さ
せ負荷に対応した能力を出す。
【００３９】又、前記温度差が小さければ曲線ＩＩＩの
如く電圧を低下させてポンプメカ部２の回転数を低下さ
せ、負荷に対応した能力を出させる。このとき電圧信号
回路２７は、前記検出器２４からの入力信号を所定の時
定数で電圧信号に変換し、その値を出力することにより
ポンプ駆動用モータ４の回転速度が曲線ＩＩ，曲線ＩＩ
Ｉのようになだらかな変化となる。
如く電圧を低下させてポンプメカ部２の回転数を低下さ
せ、負荷に対応した能力を出させる。このとき電圧信号
回路２７は、前記検出器２４からの入力信号を所定の時
定数で電圧信号に変換し、その値を出力することにより
ポンプ駆動用モータ４の回転速度が曲線ＩＩ，曲線ＩＩ
Ｉのようになだらかな変化となる。
【００４０】これにより、モータ起動時に脱調すること
なくスムーズな立ち上がりを得ることができ、ポンプメ
カ部２への負荷変動を小さく抑えることができるため高
信頼性を確保することができる。また、流体ポンプ６の
回転数が上昇するにつれて流体ポンプ６の容量は大きく
なり、この回転速度のスピード、すなわち加速度を所定
の値に選定することにより立ち上がり特性の良好で信頼
性の高い流体ポンプ６とすることが可能となる。
なくスムーズな立ち上がりを得ることができ、ポンプメ
カ部２への負荷変動を小さく抑えることができるため高
信頼性を確保することができる。また、流体ポンプ６の
回転数が上昇するにつれて流体ポンプ６の容量は大きく
なり、この回転速度のスピード、すなわち加速度を所定
の値に選定することにより立ち上がり特性の良好で信頼
性の高い流体ポンプ６とすることが可能となる。
【００４１】なお、第２の実施例として、電圧信号部２
１に起動時における冷媒回路１３の温度等が適当な値に
達するまでの時間を計測するタイマー回路２８を設けた
が、このタイマー回路２８の機能を起動制御回路２５に
設けてもよい。
１に起動時における冷媒回路１３の温度等が適当な値に
達するまでの時間を計測するタイマー回路２８を設けた
が、このタイマー回路２８の機能を起動制御回路２５に
設けてもよい。
【００４２】すなわち、優先制御回路２６からの起動信
号を受け、起動制御回路２５は電圧信号の低い順に優先
制御回路２６に電圧信号を出力し、冷媒回路１３の温度
等が適当な値に達した後には、優先制御回路２６の出力
信号を電圧信号回路２７からの信号に基づいた信号とし
てもよい。
号を受け、起動制御回路２５は電圧信号の低い順に優先
制御回路２６に電圧信号を出力し、冷媒回路１３の温度
等が適当な値に達した後には、優先制御回路２６の出力
信号を電圧信号回路２７からの信号に基づいた信号とし
てもよい。
【００４３】また、第３の実施例として特定のタイマー
機能を有しなくても優先制御回路２７に起動制御回路２
５からの特定の電圧信号が入力されたときに優先制御回
路２６の出力を電圧信号回路２７からの信号に基づいた
信号としてもよい。
機能を有しなくても優先制御回路２７に起動制御回路２
５からの特定の電圧信号が入力されたときに優先制御回
路２６の出力を電圧信号回路２７からの信号に基づいた
信号としてもよい。
【００４４】なお、前記第３の実施例の構成では、起動
制御回路２５からの電圧信号が所定の値に達した後、そ
の所定の値と同じ値の電圧信号を一定時間出力し、一方
優先制御回路２６が所定の時間Ｔ2後に起動制御回路２
５からの信号に基づいた電圧信号から、電圧信号回路２
７からの信号に基づいた電圧信号を出力する構成とする
か、または、優先制御回路２６が起動制御回路２５から
の同じ値の電圧信号を積算し、その積算値が所定の値に
達した後電圧信号回路２７に切換わる構成とすることに
よっても同じ作用効果を得ることができる。
制御回路２５からの電圧信号が所定の値に達した後、そ
の所定の値と同じ値の電圧信号を一定時間出力し、一方
優先制御回路２６が所定の時間Ｔ2後に起動制御回路２
５からの信号に基づいた電圧信号から、電圧信号回路２
７からの信号に基づいた電圧信号を出力する構成とする
か、または、優先制御回路２６が起動制御回路２５から
の同じ値の電圧信号を積算し、その積算値が所定の値に
達した後電圧信号回路２７に切換わる構成とすることに
よっても同じ作用効果を得ることができる。
【００４５】なお、図３において起動後、時間Ｔ1ま
で、時間の経過に比例して直線的に電圧（回転速度）を
上昇、すなわち加速度を一定にしたが、時間と共に電圧
上昇の増速速度すなわち加速度を変えるなど、電圧を所
定の値で上昇させた制御回路でもよいことは明らかであ
る。
で、時間の経過に比例して直線的に電圧（回転速度）を
上昇、すなわち加速度を一定にしたが、時間と共に電圧
上昇の増速速度すなわち加速度を変えるなど、電圧を所
定の値で上昇させた制御回路でもよいことは明らかであ
る。
【００４６】次に第４の実施例を図４に示す。タイマー
回路２８からの所定時間経過した信号により、優先制御
回路２６から出力される信号は電圧信号回路２７からの
信号に基づいた信号となり、起動制御回路２５の制御が
はずれ、被冷却物質１２の温度を検知し、その設定温度
との差を検出する検出器２４により電圧信号部２１が制
御され、冷媒回路１３の各要素部品の電圧が制御され
る。
回路２８からの所定時間経過した信号により、優先制御
回路２６から出力される信号は電圧信号回路２７からの
信号に基づいた信号となり、起動制御回路２５の制御が
はずれ、被冷却物質１２の温度を検知し、その設定温度
との差を検出する検出器２４により電圧信号部２１が制
御され、冷媒回路１３の各要素部品の電圧が制御され
る。
【００４７】図４では時間に対する被冷却物質１２の設
定温度及び実際の温度の変化，熱電モジュール１，ポン
プ駆動モータ４，放熱用ファンモータ１９，吸熱用ファ
ンモータ２０の電圧変化を示すもので、横軸に図３にお
ける時間Ｔ2からの時間をとり、縦軸に温度，電圧をと
っている。
定温度及び実際の温度の変化，熱電モジュール１，ポン
プ駆動モータ４，放熱用ファンモータ１９，吸熱用ファ
ンモータ２０の電圧変化を示すもので、横軸に図３にお
ける時間Ｔ2からの時間をとり、縦軸に温度，電圧をと
っている。
【００４８】時間Ｔ2においては被冷却物質１２の温度
と設定温度との差に応じて、熱電モジュール１，ポンプ
駆動モータ４，放熱用ファンモータ１９，吸熱用ファン
モータ２０への電圧供給を行っている。時間の経過と共
に被冷却物質１２の温度と設定温度との差が小さくなる
と、各要素部品（熱電モジュール１，ポンプ駆動モータ
４，放熱用ファンモータ１９，吸熱用ファンモータ２
０）へ供給される電圧は下がる。
と設定温度との差に応じて、熱電モジュール１，ポンプ
駆動モータ４，放熱用ファンモータ１９，吸熱用ファン
モータ２０への電圧供給を行っている。時間の経過と共
に被冷却物質１２の温度と設定温度との差が小さくなる
と、各要素部品（熱電モジュール１，ポンプ駆動モータ
４，放熱用ファンモータ１９，吸熱用ファンモータ２
０）へ供給される電圧は下がる。
【００４９】Ｔ3において設定温度が下がると一時的に
各要素部品の電圧は上がり、被冷却物質の温度１２と設
定温度との差が小さくなると電圧は下がる。Ｔ4におい
て設定温度が上がると各要素部品の電圧はさらに下がり
被冷却物質１２の温度と設定温度との差が小さくなると
電圧は上がる。
各要素部品の電圧は上がり、被冷却物質の温度１２と設
定温度との差が小さくなると電圧は下がる。Ｔ4におい
て設定温度が上がると各要素部品の電圧はさらに下がり
被冷却物質１２の温度と設定温度との差が小さくなると
電圧は上がる。
【００５０】これにより、冷媒回路１３の温度設定変更
時、負荷変動時における最適な熱電モジュール１への電
圧，流体ポンプ６の回転数，放熱用ファン１９の風量，
吸熱用ファン２０の風量を供給できるため、省エネルギ
ーな高効率運転を実現することが可能となる。
時、負荷変動時における最適な熱電モジュール１への電
圧，流体ポンプ６の回転数，放熱用ファン１９の風量，
吸熱用ファン２０の風量を供給できるため、省エネルギ
ーな高効率運転を実現することが可能となる。
【００５１】なお、図４においては各要素部品の電圧変
動を同一カーブで行ったが、熱電モジュール１，ポンプ
駆動モータ４，放熱用ファンモータ１９，吸熱用ファン
モータ２０それぞれの供給電圧の変動幅は負荷や設定温
度により異なって制御されてもよいことは明らかであ
る。
動を同一カーブで行ったが、熱電モジュール１，ポンプ
駆動モータ４，放熱用ファンモータ１９，吸熱用ファン
モータ２０それぞれの供給電圧の変動幅は負荷や設定温
度により異なって制御されてもよいことは明らかであ
る。
【００５２】また検知する被冷却物質１２又は被加熱物
質９の状態は本実施例では温度としたが、温度以外に湿
度や圧力を検知しても良い。
質９の状態は本実施例では温度としたが、温度以外に湿
度や圧力を検知しても良い。
【００５３】本発明は、以上説明したような形態で実施
され、以下に記載されるような効果を奏する。
され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明は、吸熱面と放熱面とを有し電流を流すことにより前
記吸熱面が冷却され前記放熱面が加熱される熱電モジュ
ールを内蔵し、前記吸熱面及び前記放熱面の少なくとも
一方との間に液状熱媒体との熱交換手段を備えたマニホ
ールドと、液状熱媒体の循環手段と、吸熱用及び放熱用
熱交換器と、これらの間を前記液状熱媒体で満たされた
配管で環状に接続すると共に熱交換器用ファンを具備し
た冷媒回路において、被冷却物質又は被加熱物質の温度
等の状態を検知する複数の検知器により検知した値と設
定値との差に基づく制御信号を複数個出力し、前記冷媒
回路の運転制御を行う構成としたので、冷媒回路の起動
時、温度設定変更時、負荷変動時における最適な熱電モ
ジュールへの電圧，ポンプ回転数，吸熱用ファン風量，
放熱用ファン風量を供給できるため、起動時における脱
調防止，ポンプメカ部の負荷低減による信頼性の確保，
高効率制御を実現することができる。
明は、吸熱面と放熱面とを有し電流を流すことにより前
記吸熱面が冷却され前記放熱面が加熱される熱電モジュ
ールを内蔵し、前記吸熱面及び前記放熱面の少なくとも
一方との間に液状熱媒体との熱交換手段を備えたマニホ
ールドと、液状熱媒体の循環手段と、吸熱用及び放熱用
熱交換器と、これらの間を前記液状熱媒体で満たされた
配管で環状に接続すると共に熱交換器用ファンを具備し
た冷媒回路において、被冷却物質又は被加熱物質の温度
等の状態を検知する複数の検知器により検知した値と設
定値との差に基づく制御信号を複数個出力し、前記冷媒
回路の運転制御を行う構成としたので、冷媒回路の起動
時、温度設定変更時、負荷変動時における最適な熱電モ
ジュールへの電圧，ポンプ回転数，吸熱用ファン風量，
放熱用ファン風量を供給できるため、起動時における脱
調防止，ポンプメカ部の負荷低減による信頼性の確保，
高効率制御を実現することができる。
【００５５】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明に加えて液状熱媒体の循環手段として駆動
用モータを具備した流体ポンプを用いた冷媒回路におい
て、前記駆動用モータの起動時から所定時間内に回転速
度の低い順に信号を出力する起動制御回路を備えた構成
としたので、モータ起動時に脱調することなくスムーズ
な立ち上がりを得ることができ、ポンプメカ部への負荷
変動を小さく抑えることができるため高信頼性を確保す
ることができる。また、ポンプ回転数が上昇するにつれ
てポンプの容量は大きくなり、この回転速度のスピー
ド、すなわち加速度を所定の値に選択することにより立
ち上がり特性の良好で信頼性の高いポンプとすることが
できる。
に記載の発明に加えて液状熱媒体の循環手段として駆動
用モータを具備した流体ポンプを用いた冷媒回路におい
て、前記駆動用モータの起動時から所定時間内に回転速
度の低い順に信号を出力する起動制御回路を備えた構成
としたので、モータ起動時に脱調することなくスムーズ
な立ち上がりを得ることができ、ポンプメカ部への負荷
変動を小さく抑えることができるため高信頼性を確保す
ることができる。また、ポンプ回転数が上昇するにつれ
てポンプの容量は大きくなり、この回転速度のスピー
ド、すなわち加速度を所定の値に選択することにより立
ち上がり特性の良好で信頼性の高いポンプとすることが
できる。
【００５６】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
に記載の発明に加えて複数の検出器の信号を入力し、こ
の信号に対応した熱交換器用ファン及び流体ポンプ駆動
用モータ及び熱電モジュールの電圧信号を出力する電圧
信号部を備えた構成としたので、冷媒回路の温度設定変
更時、負荷変動時における最適な熱電モジュールへの電
圧，ポンプ回転数，吸熱用ファン風量，放熱用ファン風
量を供給できるため、省エネルギーな高効率運転を実現
することができる。
に記載の発明に加えて複数の検出器の信号を入力し、こ
の信号に対応した熱交換器用ファン及び流体ポンプ駆動
用モータ及び熱電モジュールの電圧信号を出力する電圧
信号部を備えた構成としたので、冷媒回路の温度設定変
更時、負荷変動時における最適な熱電モジュールへの電
圧，ポンプ回転数，吸熱用ファン風量，放熱用ファン風
量を供給できるため、省エネルギーな高効率運転を実現
することができる。
【図１】本発明の実施例１を示す冷媒回路の制御装置の
回路図
回路図
【図２】図１の回路図の電圧信号部の詳細回路図
【図３】冷媒回路の制御装置の起動時の運転特性図
【図４】冷媒回路の制御装置の起動後の運転特性図
【図５】流体ポンプ６の断面図
１ 熱電モジュール ３ マニホールド ４ ポンプ駆動用モータ ５ 液状熱媒体 ６ 流体ポンプ ７ 放熱用熱交換器 ８ 放熱用ファン ９ 被加熱物質 １０ 吸熱用熱交換器 １１ 吸熱用ファン １２ 被冷却物質 １３ 冷媒回路 １４ 制御装置 ２１ 電圧信号部 ２２ 放熱側温度検知器 ２３ 吸熱側温度検知器 ２５ 起動制御回路 ２９ 吸熱面 ３０ 放熱面
Claims (3)
- 【請求項１】 吸熱面と放熱面とを有し電流を流すこと
により前記吸熱面が冷却され前記放熱面が加熱される熱
電モジュールと、前記熱電モジュールの吸熱面及び放熱
面の少なくとも一方との間に液状熱媒体との熱交換手段
を備えたマニホールドと、液状熱媒体の循環手段と、吸
熱用及び放熱用熱交換器と、この熱交換器に風を流す熱
交換器用ファンとからなり、被冷却物質又は被加熱物質
の温度等の状態を検知する複数の検知器により検知した
値と設定値との差に基づく制御信号を複数個出力し、運
転制御を行う熱電モジュールを内蔵する冷媒回路の制御
装置。 - 【請求項２】 液状熱媒体の循環手段として駆動用モー
タを具備した流体ポンプを用い、前記駆動用モータの起
動時から所定時間内に回転速度の低い順に信号を出力す
る起動制御回路を備えた請求項1に記載の熱電モジュー
ルを内蔵する冷媒回路の制御装置。 - 【請求項３】 複数の検出器の信号を入力し、この信号
に対応した熱交換器用ファン及び流体ポンプ駆動用モー
タ及び熱電モジュールの電圧信号を出力する電圧信号部
を備えた請求項1に記載の熱電モジュールを内蔵する冷
媒回路の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000134599A JP2001317838A (ja) | 2000-05-08 | 2000-05-08 | 熱電モジュールを内蔵する冷媒回路の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000134599A JP2001317838A (ja) | 2000-05-08 | 2000-05-08 | 熱電モジュールを内蔵する冷媒回路の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001317838A true JP2001317838A (ja) | 2001-11-16 |
Family
ID=18642854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000134599A Pending JP2001317838A (ja) | 2000-05-08 | 2000-05-08 | 熱電モジュールを内蔵する冷媒回路の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001317838A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008281255A (ja) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | Takasago Thermal Eng Co Ltd | 冷媒流量の計測方法、冷凍装置の冷暖房能力を求める方法および冷媒流量計測装置 |
| EP2718643A1 (en) * | 2011-06-07 | 2014-04-16 | B/E Aerospace, Inc. | Thermoelectric cooling system for a food and beverage compartment |
-
2000
- 2000-05-08 JP JP2000134599A patent/JP2001317838A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008281255A (ja) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | Takasago Thermal Eng Co Ltd | 冷媒流量の計測方法、冷凍装置の冷暖房能力を求める方法および冷媒流量計測装置 |
| EP2718643A1 (en) * | 2011-06-07 | 2014-04-16 | B/E Aerospace, Inc. | Thermoelectric cooling system for a food and beverage compartment |
| EP2718643A4 (en) * | 2011-06-07 | 2015-04-22 | Be Aerospace Inc | THERMOELECTRIC COOLING SYSTEM FOR A FOOD AND BEVERAGE COMPARTMENT |
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