JP2008215645A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸発器（14）で庫内を冷却する冷凍装置（1）において、庫内の設定温度を変更しなくても庫内温度を許容範囲内に維持できるようにする。
【解決手段】蒸発器（14）から吹き出される吹出空気の制御目標値を庫内の設定温度に合わせて運転を行っているときに、吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る割合が所定値を越えると、設定温度を維持したままで制御目標値を該設定温度より上げる制御をコントローラ（50）で行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、庫内を冷却するための冷却熱交換器を備えた冷凍装置に関し、特に庫内温度が下がりすぎるのを抑える技術に関するものである。

従来より、冷蔵庫や冷凍庫等の庫内を冷却するための冷凍装置が知られている。

例えば特許文献１には、海上輸送等に用いられるコンテナの庫内を冷却する冷凍装置が開示されている。この冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び冷却熱交換器（蒸発器）が接続された冷媒回路を備えている。この冷凍装置の冷媒回路では、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。その結果、冷却熱交換器を流れる冷媒は庫内空気から吸熱して蒸発し、庫内空気の冷却が行われる。この冷凍装置では、庫内空気を摂氏零度よりも低くしてコンテナ内の貯蔵物を冷凍する冷凍運転と、庫内空気を摂氏零度よりも高くしてコンテナ内の貯蔵物を冷蔵する冷蔵運転とが可能となっている。
特開２００２−３２７９６４号公報

ところで、上述の冷凍装置では、冷蔵運転時に、コンテナの貯蔵物によっては±０．５℃程度の厳密な温度精度が要求される場合がある。これは、例えば外気温度が低下してくると、庫内温度が設定温度に対してマイナス０．５℃よりも低くなるおそれがあり、そうすると貯蔵物が凍って傷んでしまうことがあるためである。これに対して、庫内温度が下がったときに設定温度を上げると、庫内温度が下がりすぎるのは防止できても、逆に保存に最適な温度よりも高いところで庫内温度が安定してしまい、目標とする庫内温度を維持できなくなってしまうおそれがある。また設定温度は荷主と輸送者の取り決め事項であり、設定温度を変更する事を了承されない事情がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷却熱交換器で庫内を冷却する冷凍装置において、庫内の設定温度を変更しなくても庫内温度が下がりすぎないようにすることである。

第１の発明は、庫内を冷却するための冷却熱交換器（14）を備えた冷媒回路（10）を有し、該冷媒回路（10）で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷凍装置を前提としている。

そして、この冷凍装置は、上記冷却熱交換器（14）から吹き出される吹出空気の制御目標値を庫内の設定温度に合わせて運転を行っているときに、上記吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る割合が所定値を越えると、上記設定温度を維持したままで上記制御目標値を該設定温度より上げる制御を行う制御手段（50）を備えていることを特徴としている。

この第１の発明において、例えば庫内温度の許容範囲が設定温度に対して±０．５℃である場合に、制御下限値として設定温度より０．２℃低い温度を設定するものとする。その際、予め設定した単位時間内に吹出空気温度が制御下限値を下回る割合が所定値を越えると、制御目標値を設定温度より上昇させる。例えば制御目標値を０．１℃だけ上昇させると、設定温度はそのままで吹出温度が目標温度の変更分だけ上昇する。また、その後も単位時間内に吹出空気温度が制御下限値を下回る割合が所定値を越えるようであれば、さらに設定温度を上げる制御を行うとよい。こうすることによって、庫内が冷えすぎるのを防止できる。なお、制御は、ＰＩ制御によりフィードバックをかけて行うとよい。フィードバックの対象は、冷媒回路（10）の圧縮機（11）の吸入側に吸入比例弁（35）を設けるとすると、この吸入比例弁（35）の開度にすればよい。

第２の発明は、第１の発明において、上記冷却熱交換器（14）から吹き出される吹出空気の制御目標値を庫内の設定温度に合わせて運転を行っているときに、上記吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る回数が予め設定された回数より多くなると、上記制御目標値を上げる目標値制御部（51）を上記制御手段（50）が備えていることを特徴としている。

この第２の発明では、第１の発明の制御を、吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る回数が予め設定された回数より多くなることを条件として行う。この場合、単位時間内に吹出温度が制御下限値を超える回数が多くなると制御目標値が上げられるので、庫内が冷えすぎるのを確実に防止できる。また、制御下限値を超える回数が設定回数を超えないのであれば、制御誤差の範囲と考えられるので、制御目標値の変更は行わないでよい。

第３の発明は、第１の発明において、上記冷却熱交換器（14）から吹き出される吹出空気の制御目標値を庫内の設定温度に合わせて運転を行っているときに、上記吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る時間が予め設定された時間より長くなると、上記制御目標値を上げる目標値制御部（51）を上記制御手段（50）が備えていることを特徴としている。

この第３の発明では、第１の発明の制御を、吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る時間が予め設定された時間より長くなることを条件として行う。この場合、単位時間内に吹出温度が制御下限値を超える時間が長くなると制御目標値が上げられるので、庫内が冷えすぎるのを確実に防止できる。また、制御下限値を超える時間が設定時間を超えないのであれば、制御誤差の範囲と考えられるので、制御目標値の変更は行わないでよい。

第４の発明は、第１から第３の発明の何れか１つにおいて、上記制御目標値を設定温度より上げる制御を行うときの制御目標値の上限を設定する上限値設定部（52）を上記制御手段（50）が有していることを特徴としている。

この第４の発明では、予め設定した単位時間内に吹出空気温度が制御下限値を下回る割合が所定値を越えると制御目標値を設定温度より上昇させる制御を行うが、その際、制御目標値の上限値が定められている。したがって、吹出温度が上昇しすぎることがない。

第５の発明は、第１から第４の発明の何れか１つにおいて、上記制御目標値を設定温度より上げる制御を行うときに制御目標値を段階的または連続的に変更する目標値変更部（53）を上記制御手段（50）が有していることを特徴としている。

この第５の発明では、冷却熱交換器（14）から吹き出される吹出空気の制御目標値を庫内の設定温度に合わせて運転を行っているときに、上記吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る割合が予め設定された割合より多くなると、制御目標値を設定温度より上げる制御を行うが、その際に、制御目標値が段階的または連続的に変更される。このようにすると、１回当たりの制御目標値の上げ幅を小さくできるため、庫内の温度が急に上昇しすぎるのを防止できる。

第６の発明は、第２の発明において、上記制御目標値を設定温度より上げて運転制御を行っているときに、上記冷却熱交換器（14）から吹き出される吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る回数が予め設定された回数よりも少なくなると、上記制御目標値を下げる制御を行う目標値下方変更部（54）を上記制御手段（50）が備えていることを特徴としている。

この第６の発明では、冷却熱交換器（14）から吹き出される吹出空気の制御目標値を庫内の設定温度に合わせて運転を行っていて、上記吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る回数が予め設定された回数より多くなった結果、制御目標値を設定温度より上げて運転制御を行っているときに、今度は吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る回数が予め設定された回数よりも少なくなると、上記制御目標値を下げる制御を行う。これは、吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る回数が予め設定された回数よりも少なくなると、庫内が冷えすぎる傾向が解消されたと考えられるので、通常の制御に戻すためである。

第７の発明は、第３の発明において、上記制御目標値を設定温度より上げて運転制御を行っているときに、上記冷却熱交換器（14）から吹き出される吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る時間が予め設定された時間よりも短くなると、上記制御目標値を下げる制御を行う目標値下方変更部（54）を上記制御手段（50）が備えていることを特徴としている。

この第７の発明では、冷却熱交換器（14）から吹き出される吹出空気の制御目標値を庫内の設定温度に合わせて運転を行っていて、上記吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る時間が予め設定された時間より長くなった結果、制御目標値を設定温度より上げて運転制御を行っているときに、今度は吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る時間が予め設定された時間よりも少なくなると、上記制御目標値を下げる制御を行う。これは、吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る時間が予め設定された時間よりも少なくなると、庫内が冷えすぎる傾向が解消されたと考えられるので、通常の制御に戻すためである。

第８の発明は、第６または第７の発明において、上記制御目標値を下げる制御を行うときの上記目標値下方変更部（54）による制御目標値の下限値が設定温度以上の温度に設定されていることを特徴としている。

この第８の発明では、冷却熱交換器（14）から吹き出される吹出空気の制御目標値を庫内の設定温度に合わせて運転を行っていて、上記吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る割合が予め設定された割合より多くなった結果、制御目標値を設定温度より上げて運転制御を行っているときに、今度は吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る割合が予め設定された時間よりも少なくなると上記制御目標値を下げる制御を行うが、その際に制御目標値が設定温度以上の温度に維持される。

本発明によれば、冷却熱交換器（14）から吹き出される吹出空気の制御目標値を庫内の設定温度に合わせて運転を行っているときに、上記吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る割合が所定値を越えると、上記設定温度を維持したままで上記制御目標値を該設定温度より上げる制御を行う制御手段（50）を設けたことにより、庫内が冷えすぎるのを防止できるので、保存している品物が凍って傷んでしまうような不具合を回避できる。また、設定温度自体は変えないので、庫内温度が高いところで安定してしまうことも簡単に防止できる。

上記第２の発明によれば、上記冷却熱交換器（14）から吹き出される吹出空気の制御目標値を庫内の設定温度に合わせて運転を行っているときに、上記吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る回数が予め設定された回数より多くなると、上記制御目標値を上げる目標値制御部（51）を上記制御手段（50）に設けたことにより、第１の発明の制御を上記回数を基準として行うことができる。そして、保存している品物が凍って傷んでしまうような不具合を回避できるし、設定温度自体は変えないので庫内温度が高いところで安定してしまうことも簡単に防止できる。また、設定回数を適切な値に定めておけば、誤動作で庫内の温度が上昇するのも防止できる。

上記第３の発明によれば、上記冷却熱交換器（14）から吹き出される吹出空気の制御目標値を庫内の設定温度に合わせて運転を行っているときに、上記吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る時間が予め設定された時間より多くなると、上記制御目標値を上げる目標値制御部（51）を上記制御手段（50）に設けたことにより、第１の発明の制御を上記時間を基準として行うことができる。そして、保存している品物が凍って傷んでしまうような不具合を回避できるし、設定温度自体は変えないので庫内温度が高いところで安定してしまうことも簡単に防止できる。また、設定時間を適切な値に定めておけば、誤動作で庫内の温度が上昇するのも防止できる。

上記第４の発明によれば、制御目標値を設定温度より上げる制御を行うときの制御目標値の上限を設定する上限値設定部（52）を制御手段（50）に設けたことにより、予め設定した単位時間内に吹出空気温度が制御下限値を下回る割合が所定値を越えたときに制御目標値を設定温度より上昇させる制御を行う際に、吹出温度が上昇しすぎることがない。したがって、庫内温度が上昇しすぎるのを防止できる。

上記第５の発明によれば、制御目標値を設定温度より上げる制御を行うときに制御目標値を段階的または連続的に変更する目標値変更部（53）を制御手段（50）に設けたことにより、１回当たりの制御目標値の上げ幅を小さくして制御できるため、庫内の温度が急に上昇しすぎるのを防止できる。

上記第６の発明によれば、制御目標値を設定温度より上げて運転制御を行っているときに、上記冷却熱交換器（14）から吹き出される吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る回数が予め設定された回数よりも少なくなると、上記制御目標値を下げる制御を行う目標値下方変更部（54）を制御手段（50）に設けたことにより、庫内が冷えすぎる傾向が解消されたと考えられたときには、通常の制御に戻すことができる。

上記第７の発明によれば、制御目標値を設定温度より上げて運転制御を行っているときに、上記冷却熱交換器（14）から吹き出される吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る時間が予め設定された時間よりも少なくなると、上記制御目標値を下げる制御を行う目標値下方変更部（54）を制御手段（50）に設けたことにより、庫内が冷えすぎる傾向が解消されたと考えられたときには、通常の制御に戻すことができる。

上記第８の発明によれば、制御目標値を下げる制御を行うときの制御目標値の下限値が設定温度以上の温度になるように目標値下方変更部（54）を設定しているので、制御目標値が必ず設定温度以上の温度に維持される。したがって、第６の発明や第７の発明の制御を行う際に庫内温度が下がりすぎるのを確実に防止できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本実施形態の冷凍装置（1）は、海上輸送等に用いられるコンテナの庫内を冷却するものである。この冷凍装置（1）は、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を備えている。

冷媒回路（10）には、主な構成機器として、圧縮機（11）、凝縮器（12）、膨張弁（13）、及び蒸発器（14）が接続されている。

上記圧縮機（11）は、圧縮機モータの回転速度が一定となる固定容量型のスクロール圧縮機で構成されている。上記凝縮器（12）は、庫外に配置されており、いわゆる空冷凝縮器を構成している。この凝縮器（12）の近傍には、凝縮器（12）に庫外空気を送風する庫外ファン（15）が設けられている。そして、凝縮器（12）では、庫外ファン（15）が送風する室外空気と冷媒との間で熱交換が行われる。

上記膨張弁（13）は、開度が調節可能な電子膨張弁で構成されている。この膨張弁（13）は、蒸発器（14）を流出する冷媒の過熱度に応じて開度が調節され、できるだけ過熱が付かないように制御される。

上記蒸発器（14）は、コンテナの庫内に配置されており、庫内を冷却するための冷却熱交換器を構成している。この蒸発器（14）の近傍には、コンテナ庫内の庫内空気を循環させながら蒸発器（14）に庫内空気を送風する庫内ファン（16）が設けられている。そして、蒸発器（14）では、庫内ファン（16）が送風する庫内空気と冷媒との間で熱交換が行われる。

上記圧縮機（11）の吐出管（21）は、逆止弁（31）及び吐出圧力調整弁（32）を介して上記凝縮器（12）の流入端と接続されている。この凝縮器（12）の流出端は、レシーバ（33）、第１電磁弁（液電磁弁）（41）、及びエコノマイザ熱交換器（34）の高圧側流路（34a）を介して上記膨張弁（13）と接続されている。上記圧縮機（11）の吸入管（22）は、吸入比例弁（35）を介して上記蒸発器（14）の流出端と接続されている。この蒸発器（14）の流入端は上記膨張弁（13）と接続されている。

上記エコノマイザ熱交換器（34）は、上述の高圧側流路（34a）を流れる冷媒と低圧側流路（34b）を流れる冷媒とを熱交換させるものである。この低圧側流路（34b）の流入端は、キャピラリーチューブ（36）及び第２電磁弁（エコノマイザ電磁弁）（42）を介して上記レシーバ（33）と第１電磁弁（41）との間の配管に接続されている。また、低圧側流路（34b）の流出端は、上記圧縮機（11）の中間吸入口（11a）と接続されている。この中間吸入口（11a）は、圧縮機（11）の圧縮機構において冷媒の圧縮途中（低圧寄り）の位置に連通されている。

上記吸入比例弁（35）は、圧縮機（11）の吸入冷媒量を調節することで冷媒回路（10）における冷媒循環量を調節する流量調整弁を構成している。つまり、吸入比例弁（35）は、冷媒循環量を調節して上記蒸発器（14）の冷却能力を調節する能力調節手段を構成している。この吸入比例弁（35）は、ＰＩ制御の差異に冷媒回路（10）内の冷媒流量を調節して庫内温度（吹出温度）を所定温度に対して例えば±０．５℃の範囲内に維持するように制御される（比例制御）。具体的には、吸入比例弁（35）は、庫内温度が設定温度より下がれば絞る方向に開度が調節され、逆に来ない温度が設定温度より上がれば開く方向に開度が調節されるものであって、フィードバック制御の対象となっている
冷媒回路（10）には、第１デフロスト管（23）、第２デフロスト管（24）、吐出ガスバイパス管（25）、及び液インジェクション管（26）も接続されている。

上記第１デフロスト管（23）及び第２デフロスト管（24）は、圧縮機（11）の吐出冷媒を上記蒸発器（14）に導入し、蒸発器（14）に付着した霜を融解させるデフロスト運転用の配管である。第１デフロスト管（23）及び第２デフロスト管（24）は、それぞれの一端が逆止弁（31）と吐出圧力調整弁（32）との間に接続され、それぞれの他端が上記膨張弁（13）と蒸発器（14）との間に接続されている。上記第１デフロスト管（23）には、デフロスト運転時に開放される第３電磁弁（ホットガス電磁弁）（43）が設けられている。上記第２デフロスト管（24）には、デフロスト運転時に開放される第４電磁弁（デフロスト電磁弁）（44）及びドレンパンヒータ（37）が設けられている。このドレンパンヒータ（37）は、コンテナ庫内において上記蒸発器（14）の表面から剥離した霜や結露水を受けるためのドレンパン（図示せず）内に設置されている。このため、デフロスト運転時に圧縮機（11）の吐出冷媒がドレンパンヒータ（37）を流通すると、ドレンパン内に回収された霜や結露水の氷塊は、圧縮機（11）の吐出冷媒から吸熱して融解する。なお、このデフロスト運転時には、通常は上記吐出圧力調整弁（32）が全閉状態に設定される。

上記吐出ガスバイパス管（25）は、蒸発器（14）の冷却能力が過剰となる場合などに圧縮機（11）の吐出冷媒を圧縮機（11）の吸入側に戻すためのアンロード用配管である。なお、この吐出ガスバイパス管（25）は、圧縮機（11）から吐出された冷媒中の冷凍機油を圧縮機（11）の吸入側に戻すための油戻し配管も兼ねている。この吐出ガスバイパス管（25）は、一端が上記逆止弁（31）と上記第４電磁弁（44）との間に接続され、他端が上記蒸発器（14）と上記吸入比例弁（35）との間に接続されている。吐出ガスバイパス管（25）には、運転条件に応じて適宜開放される第５電磁弁（吐出ガスバイパス電磁弁）（45）が設けられている。

上記液インジェクション管（26）は、凝縮器（12）で凝縮した液冷媒を圧縮機（11）の吸入側に返送する、いわゆる液インジェクション用の配管である。この液インジェクション管（26）は、一端が上記レシーバ（33）と第１電磁弁（41）との間に接続され、他端が吸入比例弁（35）と圧縮機（11）との間に接続されている。この液インジェクション管（26）には、運転条件に応じて適宜開放される第６電磁弁（インジェクション電磁弁）（46）が設けられている。

この冷凍装置（1）には、蒸発器（14）の近傍に２つの温度センサ（RS，SS）が設けられている。具体的に、蒸発器（14）の近傍における庫内空気流れの上流側には、蒸発器（14）に送り込まれる庫内空気の温度を検出する吸込温度センサ（RS）が設けられている。蒸発器（14）の近傍における庫内空気流れの下流側には、蒸発器（14）を通過した庫内空気の温度を検出する吹出温度センサ（SS）が設けられている。一方、冷媒回路（10）における蒸発器（14）の入口側には蒸発器入口温度センサ（EIS）が設けられ、蒸発器（14）の出口側には蒸発器出口温度センサ（EOS）が設けられている。

また、上記吐出管（21）には、吐出冷媒温度を検出する吐出温度センサ（DHCS）と、吐出冷媒の高圧圧力を検出する高圧圧力センサ（HPT）が設けられている。吸入管（22）には、吸入冷媒温度を検出する吸入温度センサ（SGS）と、吸入冷媒の低圧圧力を検出する低圧圧力センサ（LPT）が設けられている。

この冷凍装置（1）は、制御手段としてのコントローラ（50）を備えている。このコントローラ（50）は、コンテナ庫内の設定温度に基づいて冷媒回路（10）の制御を行う。また、コントローラ（50）は、上記蒸発器（14）から吹き出される吹出空気の制御目標値をコンテナ庫内の設定温度に合わせてＰＩ制御により吸入比例弁（35）の開度を調節しながら運転を行っているときに、上記吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る割合が所定値を越えると、上記設定温度を維持したままで上記制御目標値を該設定温度より上げる制御を行うように構成されている。

具体的には、上記コントローラ（50）は、上記蒸発器（14）から吹き出される吹出空気の制御目標値を庫内の設定温度に合わせて運転を行っているときに、上記吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る回数が予め設定された回数より多くなると、上記制御目標値を上げる目標値制御部（51）を備えている。

また、上記コントローラ（50）は、上記制御目標値を設定温度より上げる制御を行うときの制御目標値の上限を設定する上限値設定部（52）と、上記制御目標値を設定温度より上げる制御を行うときに制御目標値を段階的または連続的に変更する目標値変更部（53）とを有している。

さらに、上記コントローラ（50）は、上記制御目標値を設定温度より上げて運転制御を行っているときに、上記蒸発器から吹き出される吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る回数が予め設定された回数よりも少なくなると、逆に上記制御目標値を下げる制御を行う目標値下方変更部（54）を備えている。そして、この目標値下方変更部（54）は、上記制御目標値を下げる制御を行うときの制御目標値の下限値が設定温度以上の温度に設定されている。

−運転動作−
この冷凍装置（1）は、コンテナの庫内温度を摂氏零度より低い温度に冷却して、庫内の貯蔵物を冷凍する冷凍運転（フローズン運転）と、庫内温度を摂氏零度より高い温度に冷却して、庫内の貯蔵物を冷蔵する冷蔵運転（チルド運転）と、デフロスト運転とが可能となっている。

ここでは、冷蔵運転について説明する。冷蔵運転は、圧縮機（11）を連続的に運転し、蒸発器（14）で庫内空気を継続して冷却して庫内の貯蔵物を冷蔵する運転モードであり、圧縮機（11）を連続的に運転しながら上記膨張弁（13）及び吸入比例弁（35）の開度を適宜調節することにより、庫内温度が設定温度に対して±０．５℃より大きく温度変化するのを防止する制御が行われる。

この冷蔵運転では、基本的に上記第１電磁弁（41）が常時開放され、他の電磁弁（42〜46）は必要に応じて開閉される。なお、第２電磁弁（42）は冷凍運転時には液冷媒に過冷却を付けるために開放されるが、通常の冷蔵運転時は常に閉鎖される。また、庫外ファン（15）及び庫内ファン（16）は通常の回転速度で運転される。

この状態において、圧縮機（11）で圧縮された冷媒は、吐出管（21）を経由して凝縮器（12）へ流入する。凝縮器（12）では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。その後、冷媒は、レシーバ（33）からエコノマイザ熱交換器（34）の高圧側流路（34a）を通過する。液冷媒は、その後、膨張弁（13）を通過する際に減圧されてから蒸発器（14）へ流入する。蒸発器（14）では、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発する。その結果、コンテナの庫内の冷却が行われる。蒸発器（14）で蒸発した冷媒は、吸入比例弁（35）を通過した後に圧縮機（11）に吸入される。

なお、通常の冷蔵制御中に冷凍能力が出過ぎる場合は、第５電磁弁（45）を開いて圧縮機（11）の吐出ガスの一部を吸入側に戻すアンロード動作により能力を低下させる。また、それでも能力が出過ぎる場合は、第３電磁弁（43）や第４電磁弁（44）を開いてホットガスの一部を蒸発器（14）に供給し、能力を低下させることもある。第３電磁弁（43）は、本来、デフロスト運転中に圧縮機（11）の吐出ガス冷媒を蒸発器（14）に供給して圧縮機（11）との間で循環させるホットガスデフロストを行うために用いられる。また、第４電磁弁は、本来、ドレンパンの氷を溶かすためのドレンパンヒータ（37）に圧縮機（11）からホットガスを流すために用いられる。

次に、本発明の特徴とする運転制御、つまり、吸入比例弁（35）をフィードバックの対象とするＰＩ制御の冷蔵運転中に庫内温度が制御目標値より低下しないようにするための運転制御について、図２のフローチャートを用いて説明する。このフローのステップST１では、冷蔵運転の比例制御が行われているかどうかが判別される。冷蔵運転中には比例制御を行う運転モードと比例制御を行わない運転モードがあり、比例制御を行う運転モードには通常制御モードと第５電磁弁（45）を開いて行うアンロード運転モードが含まれ、比例制御を行わない運転モードには微冷却モードや外気温度が庫内温度より低いときに行う加熱モードが含まれる。本発明の冷蔵制御は比例制御中にのみ行われる。なお、比例制御を行わない運転制御の詳細は省略する。

このフローチャートにおいて、ステップST１の判別結果が「ＮＯ」の場合は、比例制御を行うモードになるまで判別を繰り返す。判別結果が「ＹＥＳ｝になると、ステップST２に進んで１０分のタイマーをスタートさせ、さらにステップST３で比例制御が継続しているかどうかを判別する。ここで比例制御が行われていないと判断すると、ステップST４で後述のカウンターや制御目標値をクリアして、ステップST１に戻る。

ステップST３の判別結果が「ＹＥＳ」で比例制御を行っている場合は、ステップST５でタイマのカウントアップを待ち、タイマの設定時間が経過するとステップST６で吹出温度SSが設定温度SPに対して、「SS≦SP−0.2℃」の関係を満たしているかどうか、つまり制御下限値より下がっているかどうかを判別する。この条件を満たしていない場合、庫内は冷えすぎていないのでステップST３へ戻ってステップST３〜ステップST６の動作を繰り返す。ステップST６の判別結果が「ＹＥＳ」の場合は庫内が制御下限値より冷えている状態であり、このときはステップST７でカウンターのカウントを１つ増やす操作を行う。

ステップST８ではカウンターの数値が１０以上になったかどうかを判別する。そして、「SS≦SP−0.2℃」の関係式を満たす状態が１０回以上になると、ステップST９へ進み、設定温度は保ったままで制御の目標値を0.1℃上げ、カウンターの値をクリアする。ステップST９を実行した後またはステップST８の判別結果が「ＮＯ」になった場合は、ステップST１０で吹出温度SSと設定温度SPの関係が「SS≧SP」を満たしているかどうかを判別する。その判別結果が「ＹＥＳ」であれば、庫内が冷えすぎる傾向が解消されたと判断し、ステップST１１へ進む。ステップST１１では比例制御が継続されているかどうかを判別して、継続されている場合はステップST３へ戻り、継続されていない場合はステップST４でカウンターと制御目標値をクリアしてステップST１へ戻る。

以上のように、本実施形態では、所定時間内に庫内温度が制御下限値を下回る回数が１０回を超えると、図３のＡ点に示すように制御目標値を一旦上昇させて運転を行う。このとき、設定温度は変化させない。そして、制御目標値を上げて運転することにより庫内が冷えすぎる傾向が解消されると、Ｂ点において制御目標値を下げる操作を行う。図３では表示をわかりやすくするために制御目標値と設定温度をずらして描いているが、実際にはこのときの制御目標値と設定温度は同じ温度である。

なお、この実施形態では、所定時間内に吹出温度が制御下限値である「設定温度マイナス０．２℃」より低くなると制御目標値を図３のＡ点で１回だけ０．１℃上昇させ、それで庫内温度が制御下限値を超えない場合にＢ点で制御目標値を０．１℃下げる制御について説明したが、制御下限値の変更幅や変更回数は適宜変更してもよい。

また、本実施形態において圧縮機（11）のオン／オフ制御をしないようにしているのは、この実施形態の制御が庫内温度を±０．２℃の範囲に維持する厳密な制御であり、圧縮機（11）を一旦止めると温度が狂ってしまうおそれがあるためである。

−実施形態の効果−
本実施形態によれば、蒸発器（14）から吹き出される吹出空気の制御目標値を庫内の設定温度に合わせて運転を行っているときに、上記吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る割合（回数）が所定値を越えると、上記設定温度を維持したままで上記制御目標値を該設定温度より上げる制御をコントローラ（50）で行うようにしたことにより、庫内が冷えすぎるのを防止できるので、保存している品物が凍って傷んでしまうような不具合を回避できる。また、設定温度自体は変えないので、庫内温度が高いところで安定してしまうこともない。その際、設定温度の変更回数を適切な値に定めておけば、誤動作で庫内の温度が上昇してしまうのも防止できる。

また、制御目標値を設定温度より上げる制御を行うときの制御目標値の上限を設定する上限値設定部（52）をコントローラ（50）に設けたことにより、予め設定した単位時間内に吹出空気温度が制御下限値を下回る回数が所定値を越えたときに制御目標値を設定温度より上昇させる制御を行う際に、吹出温度が上昇しすぎることを確実に防止できる。

さらに、制御目標値を設定温度より上げる制御を行うときに制御目標値を段階的または連続的に変更する目標値変更部（53）をコントローラ（50）に設けたことにより、１回当たりの制御目標値の上げ幅を小さくして制御できるため、庫内の温度が上昇しすぎるのを防止できる。

また、制御目標値を設定温度より上げて運転制御を行っているときに、上記蒸発器（14）から吹き出される吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る回数が予め設定された回数よりも少なくなると、上記制御目標値を下げる制御を行う目標値下方変更部（54）をコントローラ（50）に設けたことにより、庫内が冷えすぎる傾向が解消されたと考えられたときには、簡単に通常の制御に戻すことができる。

さらに、制御目標値を下げる制御を行うときの制御目標値の下限値が設定温度以上の温度になるように目標値下方変更部（54）を設定しているので、制御目標値が必ず設定温度以上の温度に維持できる。したがって、庫内温度が下がりすぎるのを確実に防止できる。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

例えば、上記実施形態では、蒸発器（14）から吹き出される吹出空気の制御目標値を庫内の設定温度に合わせて運転を行っているときに、上記吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る割合として、その下回る回数を基準として制御を行うようにしているが、回数の代わりに、吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る時間が予め設定された時間より長くなると制御目標値を上げるよう目標値制御部（51）を構成してもよい。

その場合、目標値下方変更部（54）は、上記制御目標値を設定温度より上げて運転制御を行っているときに、上記蒸発器（14）から吹き出される吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る時間が予め設定された時間よりも短くなると、上記制御目標値を下げる制御を行うように構成すればよい。

このようにしても、上記実施形態と同様に、保存している品物が凍って傷んでしまうような不具合を回避できるし、設定温度自体は変えないので庫内温度が高いところで安定してしまうこともない。また、設定時間を適切な値に定めておけば、誤動作で庫内の温度が上昇してしまうのも防止できる。さらに、庫内が冷えすぎる傾向が解消されたと考えられたときには、簡単に通常の制御に戻すことができる。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、庫内を冷却するための冷却熱交換器を備えた冷凍装置について有用である。

本発明の実施形態に係る冷凍装置の冷媒回路図である。 冷蔵運転の比例制御中の動作を示すフローチャートである。 制御目標値の変更を示すタイムチャートである。

符号の説明

1 冷凍装置
10 冷媒回路
14 蒸発器（冷却熱交換器）
50 コントローラ（制御手段）
51 目標値制御部
52 上限値設定部
53 目標値変更部
54 目標値下方変更部

Claims (8)

1. 庫内を冷却するための冷却熱交換器（14）を備えた冷媒回路（10）を有し、該冷媒回路（10）で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷凍装置であって、
   上記冷却熱交換器（14）から吹き出される吹出空気の制御目標値を庫内の設定温度に合わせて運転を行っているときに、上記吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る割合が所定値を越えると、上記設定温度を維持したままで上記制御目標値を該設定温度より上げる制御を行う制御手段（50）を備えていることを特徴とする冷凍装置。
2. 請求項１において、
   上記制御手段（50）は、上記冷却熱交換器（14）から吹き出される吹出空気の制御目標値を庫内の設定温度に合わせて運転を行っているときに、上記吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る回数が予め設定された回数より多くなると、上記制御目標値を上げる目標値制御部（51）を備えていることを特徴とする冷凍装置。
3. 請求項１において、
   上記制御手段（50）は、上記冷却熱交換器（14）から吹き出される吹出空気の制御目標値を庫内の設定温度に合わせて運転を行っているときに、上記吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る時間が予め設定された時間より長くなると、上記制御目標値を上げる目標値制御部（51）を備えていることを特徴とする冷凍装置。
4. 請求項１から３の何れか１つにおいて、
   上記制御手段（50）は、上記制御目標値を設定温度より上げる制御を行うときの制御目標値の上限を設定する上限値設定部（52）を有していることを特徴とする冷凍装置。
5. 請求項１から４の何れか１つにおいて、
   上記制御手段（50）は、上記制御目標値を設定温度より上げる制御を行うときに制御目標値を段階的または連続的に変更する目標値変更部（53）を有していることを特徴とする冷凍装置。
6. 請求項２において、
   上記制御手段（50）は、上記制御目標値を設定温度より上げて運転制御を行っているときに、上記冷却熱交換器（14）から吹き出される吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る回数が予め設定された回数よりも少なくなると、上記制御目標値を下げる制御を行う目標値下方変更部（54）を備えていることを特徴とする冷凍装置。
7. 請求項３において、
   上記制御手段（50）は、上記制御目標値を設定温度より上げて運転制御を行っているときに、上記冷却熱交換器（14）から吹き出される吹出空気の温度が単位時間内に制御下限値を下回る時間が予め設定された時間よりも短くなると、上記制御目標値を下げる制御を行う目標値下方変更部（54）を備えていることを特徴とする冷凍装置。
8. 請求項６または７において、
   上記目標値下方変更部（54）は、上記制御目標値を下げる制御を行うときの制御目標値の下限値が設定温度以上の温度に設定されていることを特徴とする冷凍装置。

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