JP2002286340A - 放熱装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構築物に囲まれた中に配設された機器からの
排熱を外部に放熱する放熱装置の制御方法を提供する。 【解決手段】 排熱を伴う機器の一例である冷蔵庫を室
内温度及び排熱温度に基づいて制御する。室内温度の閾
値により放熱装置による放熱量を制御して、冷蔵庫の温
度環境の変化を抑制し、排熱温度が所定の閾値を越えた
ときには、室内温度による制御に優先して放熱装置によ
る放熱量を増加させ、冷蔵庫が過負荷運転状態に陥らな
いようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、システムキッチン
等を構成する構築物内に冷蔵庫等の排熱を伴う機器を組
み込んだような場合に、機器からの排熱を外部に放熱す
ることができるようにした放熱装置の制御方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、システム収納に冷蔵庫を組み込
んだ場合に、冷蔵庫の排熱を外部に排出する経路を構築
する必要がある。これを実現する従来技術は、図７に示
すように、冷蔵庫１と、その上方に配置した収納キャビ
ネット２との間に、所要の容積を確保して放熱空間３を
形成したものが知られている。この放熱空間３の正面側
にはルーバー体４を設けて放熱空間３が存在することの
違和感を緩和している。この構成により冷蔵庫１からの
排熱は放熱空間３からルーバー体４を通って外部に排出
されるので、冷蔵庫をシステム収納に組み込んだシステ
ムキッチンを構成することができる。

【０００３】しかし、上記のような放熱構造では充分な
放熱効果を得ようとすると、放熱空間３の容積を大きく
確保する必要がある。そのため、収納キャビネット２の
収容スペースを大きく確保することができず、その設置
位置も高くなってしまい、物品を出し入れする前面開口
部の面積も小さくなり、物品の出し入れがし難く、収納
キャビネット２として実用性に乏しいものになる問題点
があった。

【０００４】また、上記放熱構造は自然対流に頼ってい
るので、熱が内部に滞留しやすく、必ずしも充分な放熱
効果が確保できているとは言い難く、特に夏場では冷蔵
庫１の冷却性能が低下し、それに伴って消費電力が増加
する問題点があった。

【０００５】そこで、本願発明者はシステム収納に組み
込んだ冷蔵庫の放熱経路を確保すると共に収納キャビネ
ットの実用性を向上させた放熱構造について、特願２０
０１−０２４２４２号他として提案した。この構成は、
図８に示すように、冷蔵庫１の上方に小空間１１を隔て
て収納キャビネット１２を配設し、冷蔵庫１から放出さ
れた排熱を外部に排出する送風装置１３を前記小空間１
１内に配設すると、収納キャビネット１２の容積も大き
く確保でき、放熱装置１３による強制放熱によりシステ
ム収納に組み込まれた冷蔵庫１でも充分な放熱効果を確
保することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記構成のように冷蔵
庫１からの排熱を送風装置１３によって外部に排気する
場合に、送風装置１３を一定条件で動作させるのではな
く、冷蔵庫１の運転状態や室内温度等に応じて送風装置
１３の動作状態を制御することが望ましい。即ち、冷蔵
庫１は季節や時間帯などによって温度環境が変化し、扉
の開閉頻度や食品の収容量などによって運転負荷が変化
するので、温度環境や運転負荷に応じて送風装置１３の
動作を制御する必要がある。例えば、夏の環境温度が高
い状態で扉が頻繁に開閉されたような状態では、冷蔵庫
１はフル稼動状態となって排熱量が増加するので、その
ときには送風装置１３の放熱能力を増加させ、冬の夜間
のように冷蔵庫１の排熱量が僅少となる状態では、送風
装置１３による放熱を必要としないので、送風装置１３
を停止させて電力消費を抑制するなどの制御を行なうこ
とが要求される。

【０００７】本発明が目的とするところは、冷蔵庫等の
運転による排熱を伴う機器をシステム収納等に組み込ん
だ場合に、機器からの排熱を外部に排出する送風装置の
動作を機器の運転状態及び温度環境に応じて制御するよ
うにした放熱装置の制御方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、運転による排熱を伴う機器上に所定間隔を
隔ててキャビネットを配設することにより機器とキャビ
ネットとの間に形成された小空間内に、機器の排熱を外
部に排出するファンモータを配設した放熱装置の制御方
法であって、前記機器が設置された室内の室内温度及び
機器の過負荷運転状態を指標する過負荷温度を検出し、
検出された室内温度及び過負荷温度に基づいて前記ファ
ンモータの運転を制御することを特徴とする。

【０００９】上記制御方法によれば、排熱を伴う機器の
運転負荷が大きくなったときには排熱量も増加するの
で、それを過負荷温度として検出し、ファンモータによ
る放熱量を増加させるように制御すると、機器の運転状
態に応じた放熱がなされて機器が温度上昇による過負荷
状態に陥ることが防止できる。また、機器の排熱温度に
影響する室内温度によってもファンモータを制御するこ
とにより、機器の排熱温度が上昇することを抑制するこ
とができる。

【００１０】上記制御方法において、過負荷温度は、機
器の放熱により加熱された空気の排熱温度、あるいは機
器のボディ温度として検出することができる。また、機
器上に配設されたキャビネットは機器の排熱の影響を受
けるので、キャビネットの壁面温度、あるいはキャビネ
ットの庫内温度として検出することもできる。

【００１１】また、制御方法は、室内温度及び過負荷温
度の閾値を境としてファンモータをＯＮ／ＯＦＦ制御及
び／又は回転数制御することによって放熱量を制御する
ことができる。

【００１２】また、過負荷温度が所定の閾値を越えたと
き、室内温度による制御に優先してファンモータの連続
運転及び／又は高速運転を所定時間実行することによ
り、平常時は室内温度による放熱量の制御を行ない、過
負荷温度が高くなったとき放熱量の大きい運転モードに
切り換えて機器の過負荷状態に即座に対応させることが
できる。所定時間は、予め設定された設定時間又は室内
温度や過負荷温度により変更する可変時間として放熱量
の大きい状態を維持する。

【００１３】また、過負荷温度の閾値を室内温度に対応
させて変更することにより、室内温度の影響を受ける過
負荷温度を正常に検出することができる。

【００１４】また、室内温度及び過負荷温度は、所定時
間毎に複数回検出した検出値の平均値とすることによ
り、ノイズや冷風、温風の侵入などによる瞬間的な温度
変化の影響を排除することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であ
って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【００１６】本実施形態は、運転による排熱を伴う機器
の一例である冷蔵庫をシステム収納に組み込み、冷蔵庫
の排熱を外部に排出するために、図１に示すように、冷
蔵庫１上に放熱装置８０を配設した構成において、放熱
装置８０による放熱動作を冷蔵庫１の運転状態に対応さ
せて制御する制御方法について示すものである。

【００１７】図１において、冷蔵庫１の両側面との間に
側面小空間９が形成されるように構築された側板パネル
１０、１０の間に、冷蔵庫１の天面と小空間１１を隔て
て収納キャビネット（キャビネット）１２が設置され、
小空間１１に放熱装置８０が配置されている。放熱装置
８０は、図１（ｂ）に示すように、送風装置１３に通気
ダクト９０を連結して構成され、冷蔵庫１の背面から放
出され、背面小空間８を通って小空間１１に上昇してき
た排熱を前記通気ダクト９０によって送風装置１３に導
き、送風装置１３により排熱を外部に排出する。この放
熱装置８０の構成により、システム収納内に組み込まれ
て冷蔵庫１がその側面及び背面が構築物に覆われた状態
になっていても放熱経路が確保され、冷蔵庫１は過負荷
状態に陥ることなく正常な運転状態を維持することがで
きる。

【００１８】図２は、前記放熱装置８０の構成を示すも
ので、送風装置１３及び通気ダクト９０を主要構成要素
として構成されている。送風装置１３は、小空間１１の
正面側を覆う仕切り体１７に、後述するファンモータ２
１等を内装したケーシング１８を取り付けて構成され、
収納キャビネット１２の底面に取り付けられる固定金具
８２により収納キャビネット１２の底面に装着される。
また、通気ダクト９０は、断熱性に富む素材で且つ切断
加工が容易な材料、ここでは樹脂製の段ボールを裁断及
び折り曲げ加工して天板１０１、底板１０２及び支持板
１０３を作成し、それぞれに設けられた貼り代で互いに
接着し、背面側が開放し、正面側に送風装置１３の背面
板部３９が嵌入する連結口１０４を設けたダクト構造に
形成される。

【００１９】前記送風装置１３は、図３に分解図として
示すように、ケーシング１８、シロッコ型のファンモー
タ２１、排気ダクト２３、フィルタ２４及び蓋板２９を
主要構成要素として構成されている。ケーシング１８
は、全体として上面開口した薄型の箱形状に形成され、
その後側面に幅方向に並んだ多数の長孔状の吸気口１９
が形成され、前側面に排気ダクト２３の排気口２０が形
成されている。ファンモータ２１は、ケーシング１８の
内部後方側で吸気口１９に相対向する位置に設置されて
いる。排気ダクト２３は、ファンモータ２１の吹出口２
２に吸込口を連通させてケーシング１８の内部に設けら
れている。フィルタ２４は、ほぼ矩形となった板状体の
後側部分２４ａが薄肉に形成されて可撓性を有してお
り、その後側部分２４ａに幅方向に形成された複数の通
風孔２８Ａを覆うようにフィルタ網部２７Ａが固着され
ている。尚、フィルタ網部２７Ａの前方側には補助通風
孔２８Ｂを覆うように補助フィルタ網部２７Ｂが固着さ
れている。蓋板２９は、ケーシング１８の上面開口を施
蓋してケーシング１８にねじ止め固定される。

【００２０】前記ケーシング１８内は、図３に示すよう
に、仕切板３０によって通風室３１と基板収納室３２と
に区分され、通風室３１の内部には前記ファンモータ２
１及び排気ダクト２３が設けられ、冷蔵庫１の排熱温度
を検出する排熱温度センサ１１０が配設されている。ま
た、基板収納室３２には電源回路や制御回路を構成した
回路基板（図示せず）が配設され、電源回路に接続され
た電源コード９７は、図２に示すように、ケーシング１
８の外部に引き出され、その先端には差込プラグ９８が
接続されている。この差込プラグ９８は、全ての構成要
素の装着が完了した後、冷蔵庫１と同一の配電分岐回路
に接続され、小空間１１内の側板パネル１０に固定され
たコンセントに差し込まれることにより送風装置１３が
動作状態となるようにして、送風装置１３の電源の入り
切りが差込プラグのコンセントへの挿脱によりなされる
ように構成されている。

【００２１】仕切り体１７は、図２に示すように、中央
部に排気口２０が横長に開口し、その上方にフィルタ２
４の端部である着脱操作部３７が位置し、着脱操作部３
７からフィルタ２４を正面側に抜き出し、清掃した後、
再びフィルタ２４を装着できるようにしている。また、
排気口２０の左側部分には、動作表示、フィルタの清掃
報知等の表示灯の他、室温検出のための室内温度センサ
の露出部などが設けられている。また、正面から見て右
側にはスリット状の開口部を列設した通気口８３が形成
され、小空間１１内が通気口８３を通して外部に通じる
ようにしており、送風装置１３が何らかの障害により動
作停止した場合に、障害が解消されるまで冷蔵庫１の排
気経路が確保されるようにしている。

【００２２】上記通気ダクト９０は収納キャビネット１
２の底面の所定位置にねじ止めされ、送風装置１３は収
納キャビネット１２の底面に取り付けた一対の固定金具
８２、８２により収納キャビネット１２の底面に装着さ
れる。送風装置１３の装着は、図２、図３に示すよう
に、ケーシング１８の両側に形成された装着部８５、８
５がそれぞれ固定金具８２内に入るように挿入する。送
風装置１３を装着すると、図４に示すように、送風装置
１３の背面側に吸気口１９が形成された背面板部３９が
通気ダクト９０の連結口１０４内に嵌入し、通気ダクト
９０に送風装置１３が連結されると共に排熱空気の通気
経路が形成される。装着された送風装置１３は、固定金
具８２に設けられたねじ穴８２ａを通してタッピングね
じを仕切り体１７の上面に形成された固定穴８２ｂにね
じ込むことにより位置固定される。

【００２３】図４は、送風装置１３をファンモータ２１
の位置で前後方向に切断した断面図として示すもので、
ファンモータ２１を回転駆動させると、吸気口１９から
の吸気により冷蔵庫１の背面から小空間１１に上昇して
きた排熱空気は通気ダクト９０に案内されて吸気口１９
から送風装置１３内に吸気され、フィルタ２４のフィル
タ網部２７Ａ及び補助フィルタ網部２７Ｂを通過して混
入した塵埃が除去され、ファンモータ２１に吸気されて
吹出口２２から排出され、排気ダクト２３を通って仕切
り体１７に設けられた排気口２０から外部に排気され
る。

【００２４】上記構成になる放熱装置８０の運転は、前
記排熱温度センサ１１０によって検出される排熱温度及
び室内温度センサ１１１によって検出される室内温度に
基づいて制御される。以下、放熱装置８０の制御方法に
ついて説明する。

【００２５】図５は、放熱装置８０の電気的構成を示す
もので、ファンモータ２１の回転速度及びＯＮ／ＯＦＦ
を制御するモータ駆動回路１１３、排熱温度センサ１１
０及び室内温度センサ１１１の検出出力に応じてモータ
駆動回路１１３に制御信号を出力する制御回路１１４、
ＡＣ電力をファンモータ２１の駆動電力及び制御電力に
変換する電源回路１１２を備えて構成されている。これ
らは電源回路１１２に接続された差込プラグ９８を、冷
蔵庫１と同一の配電分岐回路に接続されたコンセント９
９に差し込み接続することによって制御動作が開始され
る。この制御動作について、図６に示すフローチャート
を参照して説明する。尚、図６に示すＳ１、Ｓ２…は処
理手順を示すステップ番号であって、本文中に添記する
番号と一致する。また、以下に示す具体的な制御値は実
施例としての値であって、これに限定されるものではな
い。

【００２６】まず、差込プラグ９８をコンセント９９に
差し込んだ動作開始時には、制御回路１１４はモータ駆
動回路１１３に初期低速運転モードを指令し（Ｓ１）、
モータ駆動回路１１３は所定の低速回転（１３００ｒｐ
ｍ）でファンモータ２１を回転駆動する。制御回路１１
４は初期低速運転モードを１分間維持して、この間に室
内温度センサ１１１の検出出力から適正な運転モードの
選択を実施する。

【００２７】制御回路１１４は室内温度を所定時間間隔
（３０ｍｓ）で検出し、それぞれの１分毎の平均値を演
算し、演算結果に基づく制御動作を実行する。上記初期
低速運転モードが１分間継続される間に室内温度が演算
されているので、初期低速運転モードによる運転が１分
間経過した後（Ｓ２）、室内温度が３１℃以上であるか
否かの判定を実行する（Ｓ３）。室内温度が３１℃以上
であるときは、間欠低速運転モードがモータ駆動回路１
１３に指令される（Ｓ４）。間欠低速運転モードの設定
は、ファンモータ２１の回転数１３００ｒｐｍで、ＯＮ
時間１０分／ＯＦＦ時間５分の間欠運転動作である。ス
テップＳ４の判定において、室内温度が３１℃よりも低
いときには、省電力低速運転モードがモータ駆動回路１
１３に指令される（Ｓ５）。省電力低速運転モードの設
定は、ファンモータ２１の回転数１３００ｒｐｍで、Ｏ
Ｎ時間１分／ＯＦＦ時間１４分の間欠運転動作である。

【００２８】上記間欠低速運転モードあるいは省電力低
速運転モードが実行されると、次に、制御回路１１４は
排熱温度センサ１１０の検出出力を所定時間間隔（３０
ｍｓ）で検出し、１分毎の平均値を算出し、排熱温度が
４６℃以上であるか否かの判定により（Ｓ６）、排熱温
度が４６℃以下であれば、室内温度が２８．５℃以下と
判定されたとき（Ｓ７）、運転モードを省電力低速運転
モードに変更させる。また、省電力低速運転モードが実
行されている間に、室内温度が３１℃以上と判定された
とき（Ｓ８）、運転モードを間欠低速運転モードに変更
させる。

【００２９】この室内温度に基づく制御動作が継続して
いる間に、ステップＳ３の判定において、排熱温度が４
６℃以上と判定されたときには、室内温度による制御に
優先して連続高速運転モードがモータ駆動回路１１３に
指令される（Ｓ９）。連続高速運転モードの設定は、フ
ァンモータ２１の回転数１５００ｒｐｍで、１時間の連
続運転動作である。この連続高速運転モードによる運転
は１時間継続された後（Ｓ１０）、ステップＳ１の初期
低速運転モードに戻り、ステップＳ１〜Ｓ１０の処理動
作が繰り返される。この排熱温度の上昇によって放熱量
を増加させる制御は、上記のように一定時間の継続でな
く、室内温度や排熱温度が高いときには連続運転の時間
を延長させるなど温度による可変時間とするのが好適で
ある。

【００３０】上記制御方法では、ファンモータ２１は室
内温度が低いときには、省電力低速運転モードとしてＯ
Ｎ時間の短い低速間欠運転動作となるが、ファンモータ
２１の運転を停止させるように制御してもよい。また、
ファンモータ２１の回転数を低速回転から更に低い回転
数に下げるように制御してもよい。

【００３１】また、制御回路１１４による室内温度の判
定閾値温度を複数に設定し、各判定閾値温度に対応させ
て間欠運転のＯＮ／ＯＦＦ比率を設定し、より詳細に制
御することもできる。例えば、室内温度の判定閾値温度
を、ｔ１＝３５℃、ｔ２＝２５℃、ｔ３＝１５℃に設定
し、検出された室内温度Ｔに対する間欠運転のＯＮ／Ｏ
ＦＦ比率を表１のように設定することができる。

【００３２】

【表１】 この複数の判定閾値温度の設定によるファンモータ２１
の制御において、検出された室内温度Ｔが最も低い判定
閾値温度ｔ３より低い場合は、表１に示すようにファ
ンモータ２１の運転を停止させるように制御することも
できる。また、検出された室内温度Ｔが最も高い判定閾
値温度ｔ１より高い場合は、表１に示すようにファン
モータ２１を連続運転に制御することもできる。

【００３３】また、排熱温度は室内温度の影響を受ける
ので、室内温度に対応させて排熱温度の判定閾値温度を
変更することが望ましい。室内温度が低いとき排熱温度
も低くなるので、判定閾値温度が一定の値であると上昇
した排熱温度が閾値温度に達せず、排熱温度による制御
がなされない惧れがあるが、室内温度に対応させて判定
閾値温度を変更すると、排熱温度の上昇を的確に検知す
ることができる。

【００３４】以上説明した制御方法において、冷蔵庫１
の過負荷状態を指標する温度として排熱温度を検出して
いるが、排熱温度の元となる冷蔵庫１のボディ温度を検
出し、このボディ温度により冷蔵庫１の過負荷状態を検
知して、同様の制御を行なうことができる。また、排熱
温度により加熱される収納キャビネット１２の壁面温度
または庫内温度によっても冷蔵庫１の過負荷状態を検知
することができ、収納キャビネット１２の壁面温度また
は庫内温度により同様の制御を行なうことができる。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば、室内
温度に基づく制御により機器の温度環境が上昇すること
が抑制され、更に機器が過負荷運転状態になったときに
は、それを指標する排熱温度等の検出により室内温度に
よる制御に優先して放熱量が大きくなるように制御され
るので、構築物に囲まれた状態に機器を配設しても状況
に応じた放熱が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る冷蔵庫とその放熱装置を適用し
たシステム収納の（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。

【図２】放熱装置の構成を分解して示す斜視図。

【図３】送風装置の構成を示す分解斜視図。

【図４】同上送風装置の断面図。

【図５】放熱装置の電気的構成を示すブロック図。

【図６】放熱装置の制御手順を示すフローチャート。

【図７】従来の冷蔵庫の放熱構造を示す側面図。

【図８】従来の冷蔵庫の放熱装置の構成を示す側面図。

【符号の説明】

１ 冷蔵庫（機器） １２ 収納キャビネット（キャビネット） １３ 送風装置 ２１ ファンモータ ８０ 放熱装置 １１０ 排熱温度センサ １１１ 室内温度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２５Ｄ 17/06 ３１２ Ｆ２５Ｄ 17/06 ３１２ 17/08 ３０３ 17/08 ３０３ (72)発明者 木下 敬介 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3L045 AA02 BA07 CA02 EA01 LA09 LA10 MA02 3L056 BD02 BE01 BE05 BF02

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 運転による排熱を伴う機器上に所定間隔
   を隔ててキャビネットを配設することにより機器とキャ
   ビネットとの間に形成された小空間内に、機器の排熱を
   外部に排出するファンモータを配設した放熱装置の制御
   方法であって、 前記機器が設置された室内の室内温度及び機器の過負荷
   運転状態を指標する過負荷温度を検出し、検出された室
   内温度及び過負荷温度に基づいて前記ファンモータの運
   転を制御することを特徴とする放熱装置の制御方法。
2. 【請求項２】 過負荷温度は、機器の放熱により加熱さ
   れた空気の排熱温度である請求項１に記載の放熱装置の
   制御方法。
3. 【請求項３】 過負荷温度は、機器のボディ温度である
   請求項１に記載の放熱装置の制御方法。
4. 【請求項４】 過負荷温度は、キャビネットの壁面温度
   である請求項１に記載の放熱装置の制御方法。
5. 【請求項５】 過負荷温度は、キャビネットの庫内温度
   である請求項１に記載の放熱装置の制御方法。
6. 【請求項６】 室内温度及び過負荷温度それぞれの閾値
   を境としてファンモータをＯＮ／ＯＦＦ制御及び／又は
   回転数制御する請求項１〜５いずれか一項に記載の放熱
   装置の制御方法。
7. 【請求項７】 過負荷温度が所定の閾値を越えたとき、
   室内温度による制御に優先してファンモータの連続運転
   及び／又は高速運転を所定時間実行する請求項１〜６い
   ずれか一項に記載の放熱装置の制御方法。
8. 【請求項８】 所定時間は、予め設定された設定時間又
   は温度により変更する可変時間である請求項７に記載の
   放熱装置の制御方法。
9. 【請求項９】 過負荷温度の閾値を室内温度に対応させ
   て変更する請求項６又は７に記載の放熱装置の制御方
   法。
10. 【請求項１０】 室内温度及び過負荷温度は、所定時間
    内に複数回検出した検出値の平均値とする請求項１〜９
    いずれか一項に記載の放熱装置の制御方法。