JP2009168279A - 冷却貯蔵庫 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冷却運転中において、蒸発温度センサ43により蒸発温度が検出され、蒸発温度の検出値が、庫内目標温度から一定の温度差値を差し引いた最適蒸発温度から所定値以上高くなると、インバータ圧縮機21が一段階増速され、同最適蒸発温度から所定値以上低くなると、一段階減速される動作が繰り返され、蒸発温度が最適蒸発温度を取るように制御されつつ、庫内が目標温度に維持される。蒸発温度は庫内を目標温度に維持するべく必要最小限の温度に留められ、ひいては冷却壁面14も必要最小限の冷却温度に保持される。貯蔵室15A,15Bの壁面温度が必要以上に下がり過ぎることが防止され、壁面14への結露が防止されて貯蔵室15A,15B内が確実に高湿に保たれる。
【選択図】図5
Description
従来、この点を満足する恒温高湿庫の一例として、特許文献1に記載されたものが知られている。このものは、貯蔵室の壁面となる内装板の裏側に沿ってブライン管が蛇行状に配管され、冷凍回路により冷却されたブラインがブライン管に循環流通されることで、壁面の冷却を介して貯蔵室内が間接冷却される。またこの間、貯蔵室内の庫内温度が検出され、予め設定された庫内の目標温度との偏差に基づいてブラインの流通と停止とが制御されることで、庫内温度がほぼ目標温度に維持されるようになっている。
そこでコスト面を考慮し、貯蔵室の壁面の裏側に、ブライン管に代わって、冷凍回路における蒸発器を構成する蒸発パイプを配管し、蒸発パイプに直接流れる冷媒が蒸発することに伴う潜熱により壁面を冷却するものも提案されている。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、冷凍回路の蒸発器を構成する蒸発パイプにより貯蔵室の壁面を冷却する方式のものにおいて、壁面温度の下がり過ぎを有効に防止できるようにするところにある。
一方、圧縮機の回転数と蒸発温度との関係は、回転数が高いほど蒸発温度が低くなる傾向にある。
すなわち貯蔵室の壁面温度が必要以上に下がり過ぎることが防止され、壁面への結露が防止されて貯蔵室内を確実に高湿に保つことができる。
(1)前記インバータ圧縮機はその回転数を複数段階にわたって変更可能となっているとともに、前記圧縮機制御手段は、前記蒸発温度の検出値が、前記目標温度から前記一定の温度差値を差し引いた最適蒸発温度から所定値以上高い場合には前記インバータ圧縮機を一段階増速し、前記最適蒸発温度から所定値以上低い場合には前記インバータ圧縮機を一段階減速する機能を備えている。
冷却運転中において、蒸発温度の検出値が、目標温度から一定の温度差値を差し引いた最適蒸発温度から所定値以上高くなると、インバータ圧縮機が一段階増速され、同最適蒸発温度から所定値以上低くなると、インバータ圧縮機が一段階減速される動作が繰り返され、蒸発温度が最適蒸発温度を取るように制御される。
(3)前記貯蔵室の庫内温度を検出する庫内温度センサが設けられ、前記圧縮機制御手段は、前記庫内温度の検出値が、前記目標温度を所定値上回った上限値以下である場合には、前記インバータ圧縮機の運転を停止する機能を備えている。貯蔵室の冷却壁面の冷え過ぎがより確実に防止される。
(4)前記蒸発温度センサが、前記蒸発パイプにおける冷媒入口側に装着されている。
本発明の一実施形態を図1ないし図5に基づいて説明する。この実施形態では、恒温高湿庫を例示している。
図1及び図2において、符号10は恒温高湿庫の本体であって、縦長の断熱箱体により形成されている。断熱箱体は、前面を開口した縦長の外箱11内に、同じく前面を開口したほぼ立方体をなす上下2個の内箱12が間隔を開けて収納され、外箱11と内箱12との間に発泡樹脂等の断熱材13を充填して形成されている。外箱11と内箱12とは例えば、ともに熱良導性のステンレス鋼板により形成されている。本体10の内部には上下2個の貯蔵室15A,15Bが形成され、各貯蔵室15A,15Bの前面開口部16に、それぞれ断熱扉17が開閉可能に設けられている。
本体10は、底面の四隅に設けられた脚18によって支持されているとともに、本体10の上面には機械室19が設けられ、後記する冷凍装置27や、運転制御部等を格納した電装箱が装備されている。
冷凍回路20は、インバータモータにより駆動される能力可変型の圧縮機21(以下、インバータ圧縮機21)と、空冷式の凝縮器22と、ドライヤ23と、膨張弁24と、蒸発器25とを冷媒配管26により循環接続して形成されている。このうち、インバータ圧縮機21、凝縮器22、ドライヤ23及び膨張弁24により冷凍装置27が構成され、上記のように機械室19に装備されている。
また、蒸発器25は、銅製の蒸発パイプ30を所定形状に曲げ形成して構成され、上下の貯蔵室15A,15Bの壁面、すなわち同壁面を構成する内箱12の所定の面における裏面(断熱材13側の面)に沿って密着して配管されている。
蒸発パイプ30は、上貯蔵室15Aから下貯蔵室15Bへ連続して配管され、詳細には図2に示すように、上貯蔵室15Aの背面における正面から見た右上隅部を出発点31ASとして、同背面を下方に向けて蛇行状に配管され、次に右側面を下から上、上面を右から左、左側面を上から下にそれぞれ蛇行状に配管され、最後に背面の左側縁に沿って下から上へと直線状に配管され、その上端が上貯蔵室15Aにおける終点31AEとなる。
この上貯蔵室15Aの終点31AEには中継部32が接続され、断熱材13中を配管されて下貯蔵室15Bの背面の右上隅部に至る。下貯蔵室15B側では、背面の右上隅部を出発点31BSとして、上記した上貯蔵室15Aと同様に、背面、右側面、上面及び左側面をそれぞれ蛇行状に配管され、最後に背面の左側縁に沿って下から上へと直線状に配管されて、その上端が下貯蔵室15Bにおける終点31BEとなる。
そして、冷凍装置27が駆動されると、蒸発器25を構成する蒸発パイプ30内を冷媒が流通する間に蒸発し、それに伴う潜熱によって上下の貯蔵室15A,15Bの冷却壁面14が冷却され、その冷熱によって各貯蔵室15A,15B内が間接冷却されるようになっている。
一部上述したように、冷凍回路20が駆動されると、蒸発パイプ30内では冷媒が蒸発しつつ流通し、蒸発温度にて貯蔵室15A,15Bの冷却壁面14が冷却され、その冷却壁面14の冷熱を介して貯蔵室15A,15B内が間接冷却される。
ここで、貯蔵室15A,15B内の目標温度が設定されている場合、その目標温度に維持するためには、図3に示すように、蒸発温度(最適蒸発温度)を庫内目標温度よりも若干低い温度に保つ必要がある。この温度差は、冷却壁面14を構成する内箱12と蒸発パイプ30との接触面積等の伝熱性能によって決まる数値であって、通常2K程度である。これよりも温度差が小さいと、庫内温度が上昇して目標温度を維持できず、逆に大きい場合には庫内温度が下がり過ぎる。
一方、本実施形態に用いたインバータ圧縮機21の回転数と蒸発温度との関係は、回転数が高いほど蒸発温度が低くなる傾向にある。
図4にも示すように、マイクロコンピュータ、タイマ41等を装備して所定のプログラムを実行するインバータ圧縮機制御部40(以下、適宜に圧縮機制御部40という)が設けられている。
一方、例えば上貯蔵室15A内には、貯蔵室15A,15B内の温度(庫内温度)を検出する庫内温度センサ42が装備されている。また、蒸発パイプ30の入口側、より具体的には、上貯蔵室15A側の出発点31ASから突出した入口接続部33には、その位置の温度すなわち蒸発温度を検出する蒸発温度センサ43が装着されており、上記した庫内温度センサ42ともども圧縮機制御部40の入力側に接続されている。さらに、同圧縮機制御部40の入力側には目標温度設定部44が接続され、設定された目標温度が取り込めるようになっている。
判定部46の第1の機能は、庫内温度センサ42により検出された庫内温度(RT)と、目標温度設定部44で設定された目標温度(SetRT)に小幅の許容値ΔT(例えば0.5K)が加えられた上限値(SetRT_UP=SetRT+ΔT)とが比較され、庫内温度(RT)が目標温度の上限値(SetRT_UP)以下である(RT≦SetRT_UP)か、庫内温度(RT)が目標温度の上限値(SetRT_UP)を超えた(RT>SetRT_UP)かを判定するようになっている。
信号送出部47は上記判定結果を受け、判定結果が前者の場合は、インバータ圧縮機21の停止信号を送出し、後者の場合は起動信号を送出するようになっている。
また、信号送出部47には、上記のように増速信号または減速信号を送出したのちの所定時間(例えば3分間)は、新たな増速信号または減速信号が送出されることを禁止する機能が備えられている。
インバータ圧縮機21の制御が開始されると、まず、庫内温度を見て冷却の必要の有無が判定され、すなわちステップS1において、庫内温度(RT)と、目標温度の上限値とが比較され、庫内温度が目標温度の上限値以下に留まっていれば(RT≦SetRT_UP)、ステップS2のようにインバータ圧縮機21は停止状態とされる。一方、庫内温度が目標温度の上限値を超えた場合(RT>SetRT_UP)は、ステップS3のように、インバータ圧縮機21が起動される。
なお、ステップS5とステップS6で増速信号または減速信号が出されてインバータ圧縮機21の増減速制御がなされた場合は、ステップS7またはステップS8のように、3分の経過時間を待って初めてステップS1に戻り、すなわちこの間は、インバータ圧縮機21の回転数の次の変更は禁止される。インバータ圧縮機21の増減速制御がなされたのち、蒸発温度が安定するのを待つ意味である。
また、庫内温度が目標温度の上限値以下となった場合には、インバータ圧縮機21の運転を停止するようにしたから、貯蔵室15A,15Bの冷却壁面14の冷え過ぎがより確実に防止される。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)本発明では、蒸発温度が最適蒸発温度を維持するようにインバータ圧縮機を増減速制御するものであって、上記実施形態では、最適蒸発温度について、庫内の目標温度から「2K」低い温度に設定したのであるが、同温度差は、恒温高湿庫の設計、仕様等の相違に応じて、最適の温度差を選択すればよい。
(2)上記実施形態では、インバータ圧縮機の回転数が変更された後、蒸発温度が落ち着くのを待つことを意図して、3分間は回転数の変更を禁止するようにしたが、変更禁止時間は、インバータ圧縮機の仕様等に応じて任意に選定することができる。
(4)貯蔵室の数は、上記実施形態に例示した2室に限らず、1室あるいは3室以上であってもよい。
(5)貯蔵室における蒸発パイプが配管される壁面すなわち冷却壁面に関し、その数並びに位置については任意に設定することができる。
(6)本発明は、貯蔵室の壁面を裏側から冷却することを以て貯蔵室内を間接冷却する形式の冷却貯蔵庫全般に適用することが可能である。
Claims (5)
- 断熱箱体からなり内部が貯蔵室とされた貯蔵庫本体と、
圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器が冷媒配管により循環接続された冷凍回路とが設けられ、
前記蒸発器を構成する蒸発パイプが前記貯蔵室の壁面となる内装板の裏側に沿って配管され、前記蒸発パイプ内で冷媒が蒸発することに伴う潜熱により前記冷却壁面を介して前記貯蔵室内が間接的に冷却されるようにした冷却貯蔵庫であって、
前記圧縮機が回転数が可変のインバータ圧縮機とされるとともに、
前記貯蔵室の目標温度を設定する目標温度設定手段と、
前記蒸発器における蒸発温度を検出する蒸発温度センサと、
前記目標温度設定手段で設定された前記目標温度に対する前記蒸発温度センサで検出された前記蒸発温度の差が一定となるように前記インバータ圧縮機の回転数を制御する圧縮機制御手段と、
が設けられていることを特徴とする冷却貯蔵庫。 - 前記インバータ圧縮機はその回転数を複数段階にわたって変更可能となっているとともに、
前記圧縮機制御手段は、前記蒸発温度の検出値が、前記目標温度から前記一定の温度差値を差し引いた最適蒸発温度から所定値以上高い場合には前記インバータ圧縮機を一段階増速し、前記最適蒸発温度から所定値以上低い場合には前記インバータ圧縮機を一段階減速する機能を備えていることを特徴とする請求項1記載の冷却貯蔵庫。 - 前記圧縮機制御手段には、前記インバータ圧縮機の回転数が変更されたのちの所定時間は、回転数の変更を禁止する機能が備えられていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の冷却貯蔵庫。
- 前記貯蔵室の庫内温度を検出する庫内温度センサが設けられ、前記圧縮機制御手段は、前記庫内温度の検出値が、前記目標温度を所定値上回った上限値以下である場合には、前記インバータ圧縮機の運転を停止する機能を備えていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の冷却貯蔵庫。
- 前記蒸発温度センサが、前記蒸発パイプにおける冷媒入口側に装着されていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の冷却貯蔵庫。
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