JP2005180788A - 冷却貯蔵庫の霜取り制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 冷却器の霜取り周期を最適なものとすることができる冷却貯蔵庫の霜取り制御装置を提供する。
【解決手段】 冷却器6と熱交換した冷気によって貯蔵室3の庫内を冷却する冷却貯蔵庫としての業務用冷蔵庫1において、冷却器6の温度を検出する温度検出手段としての霜取り終了温度センサ36と、この霜取り終了温度センサ36の出力に基づき、冷却器6の霜取りを行う霜取り制御手段を備え、この制御手段は、所定の周期にて冷却器6の霜取りを開始し、冷却器6の所定の霜取り終了温度にて霜取りを終了すると共に、当該霜取りに要したエネルギーに応じて次回の霜取り周期を変更する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、冷却器と熱交換した冷気によって庫内を冷却する冷却貯蔵庫に関するものである。
従来より、ホテルやレストランの厨房に設置される業務用冷蔵庫は、前面を開口した断熱箱体内に貯蔵室を構成しており、貯蔵室内には物品載置棚が複数段が設けられ、その上部には貯蔵室を冷却するための冷却ユニットを構成する冷却器及び冷気循環用の送風機が設けられている。
また、断熱箱体の天部には、機械室が形成されており、この機械室内には前記冷却器と共に冷却ユニットの周知の冷凍サイクルを構成する圧縮機、凝縮器、凝縮器用送風機などが設けられている。そして、圧縮機が運転されると冷却器が冷却作用を発揮する。この冷却器と熱交換した冷気は送風機によって貯蔵室内に吐出された後、貯蔵室内を強制循環され、送風機下方より吸い込まれる。これによって貯蔵室内は所定の温度(冷蔵或いは冷凍温度)に冷却されるものであった(例えば、特許文献1参照)。
特開平5−141861号公報
一方、前記圧縮機が運転され、冷却器が冷却作用を発揮すると冷却器には着霜が発生する。冷却器に着霜が発生すると冷媒が通風空気と熱交換し難くなるため、冷蔵庫の貯蔵室内が充分に冷却されなくなって、冷却能力が低下してしまう。このような不都合を防ぐため、圧縮機の運転を開始して所定時間経過すると、圧縮機を停止し、ヒータを発熱させるなどして冷却器の霜取りを行っていた。
しかしながら、従来の霜取りは予め設定された所定時間間隔(所定の周期)で行われており、前記所定の霜取り間隔に到達する以前に冷却器の着霜が増大した場合であっても、所定時間経過するまでは霜取りが行われず、冷却器に霜が大量に付着した状態で運転が行われていた。このような場合には、着霜によって冷却器に流入した冷媒が周囲の空気と充分に熱交換できず、冷却器の冷却能力が低下すると云った問題がある。また、冷媒は冷却器にて周囲の空気から吸熱することができないので、過熱度を取ることができず、液冷媒のまま圧縮機に吸い込まれて、圧縮機が損傷を受ける恐れもあった。
一方、従来では冷却器の着霜量が少ない場合であっても、上記の如く所定時間経過すると圧縮機が停止されて霜取り運転が開始される。そのため、不要な霜取り運転により消費電力が増大し、また、貯蔵室内に収納された商品の劣化も促進する問題があった。
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するためになされたものであり、冷却器の霜取りを適切に実行することを目的とする。
即ち、請求項1の発明の霜取り制御装置は、冷却器と熱交換した冷気によって庫内を冷却する冷却貯蔵庫において、冷却器の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段の出力に基づき、冷却器の霜取りを行う霜取り制御手段とを備え、この霜取り制御手段は、所定の周期にて冷却器の霜取りを開始し、冷却器の所定の霜取り終了温度にて霜取りを終了すると共に、当該霜取りに要したエネルギーに応じて次回の霜取り周期を変更するものである。
請求項2の発明の霜取り制御装置では、上記発明に加えて制御手段は、霜取りに要したエネルギーが大きい場合に、次回の霜取り周期を短くし、エネルギーが小さい場合には延長するものである。
請求項3の発明の霜取り制御装置は、冷却器と熱交換した冷気によって庫内を冷却する冷却貯蔵庫において、冷却器の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段の出力に基づき、冷却器の霜取りを行う霜取り制御手段とを備え、この霜取り制御手段は、所定の周期にて冷却器の霜取りを開始し、冷却器の所定の霜取り終了温度にて霜取りを終了すると共に、当該霜取り開始時の冷却器の温度上昇勾配に応じて次回の霜取り周期を変更するものである。
請求項4の発明の霜取り制御装置では、請求項3の発明に加えて制御手段は、霜取り開始時の冷却器の温度上昇勾配が緩やかな場合に、次回の霜取り周期を短くし、温度上昇勾配が急峻な場合には延長するものである。
請求項5の発明の霜取り制御装置は、冷却器と熱交換した冷気によって庫内を冷却する冷却貯蔵庫において、冷却器の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段の出力に基づき、冷却器の霜取りを行う霜取り制御手段と、表示手段とを備え、霜取り制御手段は、所定の周期にて冷却器の霜取りを開始し、冷却器の所定の霜取り終了温度にて霜取りを終了すると共に、当該霜取り開始時の冷却器の温度上昇勾配に基づき、霜取りに要する時間を判定して表示手段に表示するものである。
請求項1の発明の霜取り制御装置によれば、冷却器と熱交換した冷気によって庫内を冷却する冷却貯蔵庫において、冷却器の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段の出力に基づき、冷却器の霜取りを行う霜取り制御手段とを備えており、この霜取り制御手段は、所定の周期にて冷却器の霜取りを開始し、冷却器の所定の霜取り終了温度にて霜取りを終了すると共に、当該霜取りに要したエネルギーに応じて次回の霜取り周期を変更するようにしたので、例えば請求項2の如く霜取りに要したエネルギーが大きい場合に、次回の霜取り周期を短くし、エネルギーが小さい場合には延長することにより、冷却器の着霜量に応じた最適な周期で霜取りを開始することができるようになる。
請求項3の発明の霜取り制御装置によれば、冷却器と熱交換した冷気によって庫内を冷却する冷却貯蔵庫において、冷却器の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段の出力に基づき、冷却器の霜取りを行う霜取り制御手段とを備えており、この霜取り制御手段は、所定の周期にて冷却器の霜取りを開始し、冷却器の所定の霜取り終了温度にて霜取りを終了すると共に、当該霜取り開始時の冷却器の温度上昇勾配に応じて次回の霜取り周期を変更するようにしたので、請求項4の如く霜取り開始時の冷却器の温度上昇勾配が緩やかな場合に、次回の霜取り周期を短くし、温度上昇勾配が急峻な場合には延長することにより、冷却器の着霜量に応じた最適な周期で霜取りを開始することができるようになる。
請求項5の発明の霜取り制御装置によれば、冷却器と熱交換した冷気によって庫内を冷却する冷却貯蔵庫において、冷却器の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段の出力に基づき、冷却器の霜取りを行う霜取り制御手段と、表示手段とを備えており、この霜取り制御手段は、所定の周期にて冷却器の霜取りを開始し、冷却器の所定の霜取り終了温度にて霜取りを終了すると共に、当該霜取り開始時の冷却器の温度上昇勾配に基づき、霜取りに要する時間を判定して表示手段に表示するので、使用者が冷却器の霜取りの終了時期を事前に把握することができるようになり、庫内への物品の納出作業等を適切に行うことが可能となるものである。
本発明は、係る従来技術を解決するために、冷却器の霜取り周期を最適なものとすることができる冷却貯蔵庫の霜取り制御装置を提供することを目的とする。以下に図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図1は本発明を適用した冷却貯蔵庫の実施例としての業務用冷蔵庫1の縦断側面図、図2は業務用冷蔵庫1の制御手段としての制御装置100の機能ブロック図、図3は制御装置100の霜取り制御を説明する図をそれぞれ示している。尚、本発明の霜取り制御装置は業務用冷蔵庫の他、業務用冷凍庫、オープンショーケース等に適用可能なものである。
実施例の業務用冷蔵庫1は、レストランやホテルの厨房に設置されるものであり、前面に開口した断熱箱体2内に貯蔵室3が構成され、この断熱箱体2の前面には開口を開閉自在に閉塞する断熱扉4が設けられている。断熱扉4は上下二枚設けられており、各断熱扉4、4の側部にはそれぞれ開閉用の取手5、5が設けられている。
また、断熱箱体2内に構成された貯蔵室3内の上部には、貯蔵室3を冷却するための冷却ユニット12を構成する冷却器6と冷気循環用の送風機7が設けられている。また、送風機7の吸込側近傍には庫内温度センサ37が設けられている。
一方、断熱箱体2の天部には機械室13が形成されており、この機械室13内には前記冷却器6と共に冷却ユニット12の冷媒回路17を構成する圧縮機9、凝縮器10、凝縮器用送風機11などが収納設置されている。また、機械室13の前面には機械室パネル14が設けられている。
また、この機械室パネル14の前面には表示パネル40が前方に露出して設けられている。そして、この機械室パネル14の下方には空気吸込部が形成され、凝縮器用送風機11の運転によって、図1中矢印の如く外気が吸い込まれ、圧縮機9や凝縮器10を空冷した後、後方に排出される構成とされている。尚、19は断熱箱体2の脚、20は冷却器6の除霜水などを排水するための排水ホースである。また、貯蔵室3内には物品載置棚21・・が複数段設けられており、図示しない棚受けにて支持されている。
次に、図2において制御装置100は本実施例の業務用冷蔵庫1の制御を司る制御手段であり、汎用のマイクロコンピュータ50にて構成されている。そして、この図に示す如くマイクロコンピュータ50の入力には、冷却器6に取り付けられた温度検出手段としての霜取り終了温度センサ36、及び、前記庫内温度センサ37が接続されている。そして、これらの入力に基づいて、出力に接続された圧縮機9及び各送風機7、11のモータ7M、11Mが制御されている。
また、制御装置100は冷却器6の霜取り運転の制御も行う。当該霜取り運転では、制御装置100は所定の周期にて圧縮機9を停止すると共に、冷却器6に取り付けられた霜取りヒータDH(図1では示さず)を運転して冷却器6の霜取り運転を行う。また、霜取り終了温度センサ36にて検出される冷却器6の温度が予め設定された温度に上昇すると、霜取り運転を停止するものである。
更に、制御装置100は当該霜取りに要したエネルギーを算出し、算出されたエネルギーに応じて霜取り周期の変更可能範囲内で次回の霜取り周期を変更する。即ち、制御装置100は霜取りに要したエネルギーが大きい場合には、次回の霜取り周期を短くし、エネルギーが小さい場合には霜取り周期を延長する。尚、本実施例では、霜取り周期の最大Maxは10h(最長10時間)、最小Minは4h(最短4時間)と設定する。
以上の構成で次に実施例の業務用冷蔵庫1の動作を説明する。制御装置100により圧縮機9の運転が開始されると、圧縮機9内に冷媒ガスが吸い込まれて圧縮される。また、制御装置100は圧縮機9の運転が開始されると、前記送風機7、11のモータ7M及び11Mの運転を開始する。
圧縮機9で圧縮された冷媒は高温高圧の冷媒ガスとなり、圧縮機9から吐出され、凝縮器10にて放熱し、図示しない減圧装置にて圧力が低下した後、冷却器6に流入する。そこで冷媒は周囲の空気から吸熱することにより蒸発する。
このとき、冷媒の吸熱作用により熱を奪われて冷却された空気は送風機7の運転により、加速されて貯蔵室3内に循環される。このような冷却運転によって、貯蔵室3内は平均して所定の温度(例えば+3℃〜+5℃程)に維持される。また、制御装置100は圧縮機9の運転を開始して、所定時間経過すると、圧縮機9の運転を停止すると共に、冷却器6に設置された霜取りヒータDHに通電して、冷却器6の霜取り運転を開始する。
ここで、図3を参照して当該霜取り運転における制御装置100の動作を説明する。先ず、霜取り運転が開始して霜取りヒータDHへの通電が開始されると(図3のS1)、制御装置100は時間の経過と共に、霜取り終了温度センサ36によりこの場合の冷却器6の温度の推移を測定する。一方、霜取りヒータDHの加熱により、冷却器6の温度は徐々に上昇していき、冷却器6に付着した霜は融解除去されて行く。
そして、霜取り温度センサ36にて検出される冷却器6の温度が予め設定された所定温度、例えば、+10℃に上昇すると、制御装置100は冷却器6の霜取りが終了したものと判断し、霜取りヒータDHへの通電を停止し、冷却器6の霜取り運転を終了してその後は所定の水切りを実行する。そして、この水切り後に冷却運転を再開する。
このとき、制御装置100は霜取りヒータDHの通電(霜取り運転)開始から水切り終了までの時間とその間の冷却器6の温度変化から霜取りに要したエネルギーを算出する(図3のステップS2)。この場合の霜取りに要したエネルギーは、霜取り運転開始から水切り終了までの間の冷却器6の温度変化を積分した値(図4のハッチング部分の面積)として求められる。このステップS2にて霜取りに要したエネルギーが算出されると、次に制御装置100はステップS3に進んで、算出されたエネルギーの判定を行い、当該算出されたエネルギーが予め設定された適正範囲内である場合には、ステップS8に進んで、霜取り時における当該算出及び判定作業を終了する。
一方、図4に示すように、霜取りヒータDHの通電開始からの冷却器6の温度上昇が緩慢で霜取りに要した時間が長い場合には、冷却器6に多量の着霜があると考えられる。この場合、算出されるエネルギーは適正範囲より大きくなるので、制御装置100はステップS4に進んで、現在の霜取り周期が最小(本実施例の霜取り周期の最小Minは4hとする)であるか判定し、最小の4hである場合には、ステップS8に進んで当該霜取り運転における上記判定動作を終了する。
ステップS4にて、霜取り周期が最小でない場合には、制御装置100はステップS5に進んで、霜取り周期を1h(所定時間)短くする。これにより、次回の霜取りが今回の霜取り周期の間隔より1h短い間隔で開始されることとなる。このように、今回の冷却器6への着霜量が多く、霜取りに要したエネルギーが大きい場合には、制御装置100は次回の霜取り開始までの周期が短くなるように制御するので、冷却器6へ着霜が増大する前に早期に霜取りを行うことができるようになる。
他方、図5に示すように、霜取りヒータDHの通電開始からの冷却器6の温度上昇が急峻で霜取りに要した時間が短い場合には、冷却器6に付着した霜が少量であるか、若しくは殆ど着霜が無いことが推定できる。この場合、ステップS3においてステップS2で算出されたエネルギー(図5のハッチング部分の面積)は適正範囲より小さくなるので、制御装置100はステップS6に進み、現在の霜取り周期が最大(本実施例では霜取り周期の最大Maxは10hである)であるか判定し、霜取り周期が最大の10hである場合には、ステップS8に進んで霜取り運転における当該判定作業を終了する。
一方、ステップS6にて現在の霜取り周期が最大の10hで無い場合には、制御装置100はステップS7に進み、霜取り周期を1h長くする。これにより、次回の霜取り開始までの間隔は今回の霜取り間隔より1h延長されることとなる。その後、制御装置100はステップS8に進み、上記同様に霜取り時における上記判定作業を終了する。これにより、冷却器6への着霜が少ないか殆ど無い状態であるにも拘わらず不要な霜取り運転が行われる不都合を回避することができるようになる。
このように、制御装置100により霜取り時に要したエネルギーを算出し、当該エネルギーが大きい場合に、次回の霜取り周期を短くし、エネルギーが小さい場合には延長するようにしたので、冷却器6の着霜量に応じた最適な周期で霜取りを開始することができるようになる。
これにより、冷却器6における冷却能力の改善と、業務用冷蔵庫1の信頼性の向上を図ることができるようになる。尚、上記実施例では冷却器6の霜取り運転開始から水切り終了までの間の冷却器6の温度変化の積分値から霜取りに要したエネルギーを算出するようにしたが、それに限らず、霜取りヒータDHの通電開始から通電終了までの間の冷却器6の温度変化を積分して霜取りに要したエネルギーを算出して良い。
尚、前記実施例の制御装置100は、霜取りに要したエネルギーを算出して、当該霜取りに要したエネルギーに応じて次回の霜取り周期を変更するものとしたが、これに限らず、霜取り開始時の冷却器6の温度上昇勾配を算出して、当該温度上昇勾配に基づき霜取り周期を変更するものとしても良い。
この場合の霜取り運転における制御装置100の動作を図6を参照して説明する。尚、図1の40は霜取りに要する時間を表示するための表示パネルであり、制御装置100のマイクロコンピュータ50に接続されている。そして、霜取り運転において、制御装置100は霜取り開始時の冷却器6の温度上昇勾配を算出し、当該温度上昇勾配に基づき、霜取りに要する時間を判定して、この表示パネル40に表示する。これにより、使用者が冷却器6の霜取り終了時期を事前に把握することができるようになり、貯蔵室3内への物品の収納作業等を適切に行うことが可能となる。
前述同様に制御装置100が圧縮機9を停止し、霜取りヒータDHに通電して冷却器6の霜取り運転を開始すると、冷却器6の温度が上昇していき、冷却器6に付着した着霜は融解除去されて行く。ここで、制御装置100は霜取り運転が開始されると(図6のステップS1)、この場合の経過時間に対する温度の上昇度合いを測定し、当該時間と温度上昇から、温度上昇勾配を算出する(図6のステップS2)。次に、制御装置100は、ステップS3に進み、ステップS2にて算出された温度上昇勾配の判定を行う。このステップS3にて温度上昇勾配が適正範囲内であると判定された場合にはステップS8に進み、当該温度上昇勾配から霜取り時間を算出し、算出された霜取り時間をステップS9にて表示パネル40に表示する。
一方、図7に示すように、冷却器6への着霜量が多く、霜取りヒータDHの通電開始から冷却器6の温度がなかなか上昇せずに、ステップS3にて温度上昇勾配が緩慢であると判定された場合には、制御装置100はステップS4に進み、霜取り運転の周期が最小(周期の最小Minは4h)であるか判定し、最小である場合には、ステップS8に進んで、当該温度上昇勾配から霜取りに要する時間を算出し、ステップS9にて表示パネル40に表示する。この場合に算出される霜取りに要する時間は長くなる。
また、ステップS4にて霜取り運転の周期が最小で無い場合には、制御装置100はステップS5にて霜取り周期の間隔を1h短くする。その後、制御装置100はステップS8に進み、当該温度上昇勾配から霜取りに要する時間を算出し、ステップS9にて表示パネル40に表示する。
他方、図8に示す如く、冷却器6の温度が直ぐ(急峻)に上昇し、ステップS3にて温度上昇勾配が適正範囲より急峻であると判定された場合には、冷却器6に付着した霜は少量であるか、若しくは殆ど着霜が無いと考えられる。この場合、制御装置100は次にステップS6に進み、霜取り運転の周期が最大(周期の最大Maxは10h)であるか判定する。これにより、霜取り運転の周期が最大(10h)である場合には、ステップS8に進んで、霜取りに要する時間を算出し、ステップS9にて表示パネル40に表示する。この場合に算出される霜取りに要する時間は短くなる。
尚、ステップS6にて霜取り運転の周期が最大(10h)で無い場合には、制御装置100はステップS7に進み、霜取り運転の周期を1h長くする。その後、制御装置100はステップS8に進み、上記同様に霜取り時間を算出して、表示パネル40に表示する(図6のステップS9)。そして、ステップS9にて表示パネル40に霜取り時間を表示すると、制御装置100はステップS10に進んで、霜取り時における上記判定動作を終了する。
このように、算出される霜取り開始時の冷却器6の温度上昇勾配が穏やかな場合には、制御装置100は次回の霜取り周期を短くし、温度上昇勾配が急峻な場合には次回の霜取り周期を延長するので、上記実施例と同様に冷却器6の着霜量に応じた最適な周期で霜取りを開始することができるようになる。
これにより、冷却器6における冷却能力の改善することができると共に、当該制御装置100を備えた業務用冷蔵庫1の信頼性の向上を図ることができようになる。
ここで、この場合も霜取り温度センサ36にて検出される冷却器6の温度が予め設定された所定温度、例えば、+10℃に上昇すると、制御装置100は冷却器6の霜取りは終了したものと判断し、霜取りヒータDHによる加熱を停止して、冷却器6の霜取りを終了する。
そして、制御装置100により圧縮機9の運転が開始されると、冷却器6での冷媒の吸熱が再開され、通常の冷却運転に復帰することになる。尚、実施例で示した各数値はそれに限定されるものではない。
本発明を適用した実施例の業務用冷蔵庫の縦断側面図である。 図1の業務用冷蔵庫の制御装置の機能ブロック図である。 制御装置の霜取り制御に関するフローチャートである。 霜取り時間と温度の推移から図3の制御装置にて算出されるエネルギーを示す図である(エネルギーが大きい場合)。 霜取り時間と温度の推移から図3の制御装置にて算出されるエネルギーを示す図である(エネルギーが小さい場合)。 他の実施例の制御装置の霜取り制御に関するフローチャートである。 図6の場合に制御装置により算出される霜取り時の温度上昇勾配を示す図である(温度上昇勾配が穏やかな場合)。 図6の場合に制御装置により算出される霜取り時の温度上昇勾配を示す図である(温度上昇勾配が急峻な場合)。
符号の説明
1 業務用冷蔵庫
6 冷却器
7 送風機
9 圧縮機
36 霜取り終了温度センサ
37 庫内温度センサ
40 表示パネル
50 マイクロコンピュータ
100 制御装置

Claims (5)

  1. 冷却器と熱交換した冷気によって庫内を冷却する冷却貯蔵庫において、
    前記冷却器の温度を検出する温度検出手段と、
    該温度検出手段の出力に基づき、前記冷却器の霜取りを行う霜取り制御手段とを備え、
    該霜取り制御手段は、所定の周期にて前記冷却器の霜取りを開始し、前記冷却器の所定の霜取り終了温度にて霜取りを終了すると共に、
    当該霜取りに要したエネルギーに応じて次回の霜取り周期を変更することを特徴とする冷却貯蔵庫の霜取り制御装置。
  2. 前記制御手段は、前記霜取りに要したエネルギーが大きい場合に、次回の霜取り周期を短くし、前記エネルギーが小さい場合には延長することを特徴とする請求項1の冷却貯蔵庫の霜取り制御装置。
  3. 冷却器と熱交換した冷気によって庫内を冷却する冷却貯蔵庫において、
    前記冷却器の温度を検出する温度検出手段と、
    該温度検出手段の出力に基づき、前記冷却器の霜取りを行う霜取り制御手段とを備え、
    該霜取り制御手段は、所定の周期にて前記冷却器の霜取りを開始し、前記冷却器の所定の霜取り終了温度にて霜取りを終了すると共に、
    当該霜取り開始時の前記冷却器の温度上昇勾配に応じて次回の霜取り周期を変更することを特徴とする冷却貯蔵庫の霜取り制御装置。
  4. 前記制御手段は、前記霜取り開始時の前記冷却器の温度上昇勾配が緩やかな場合に、次回の霜取り周期を短くし、前記温度上昇勾配が急峻な場合には延長することを特徴とする請求項3の冷却貯蔵庫の霜取り制御装置。
  5. 冷却器と熱交換した冷気によって庫内を冷却する冷却貯蔵庫において、
    前記冷却器の温度を検出する温度検出手段と、
    該温度検出手段の出力に基づき、前記冷却器の霜取りを行う霜取り制御手段と、
    表示手段とを備え、
    前記霜取り制御手段は、所定の周期にて前記冷却器の霜取りを開始し、前記冷却器の所定の霜取り終了温度にて霜取りを終了すると共に、
    当該霜取り開始時の前記冷却器の温度上昇勾配に基づき、霜取りに要する時間を判定して前記表示手段に表示することを特徴とする冷却貯蔵庫の霜取り制御装置。
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