JP2009186174A - 冷却装置及び／又は冷凍装置の運転方法、並びに、この運転方法によって運転される冷却装置及び／又は冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】、複数の区画を空気フラップで制御するエネルギ効率の良い冷却装置を提供する。
【解決手段】閉鎖要素１４、２４、３４によって閉鎖可能な少なくとも１つの開口部をそれぞれ有する２つ又は３つ以上の区画１０、２０、３０を備えていて、これらの区画には、それぞれの実際の温度値を間接的又は直接的に検出するための少なくとも１つの温度センサ６２が設けられており、前記区画に開口部を介して冷気を供給可能な冷却装置及び／又は冷凍装置の運転方法であって、複数又は全ての区画に対して、温度値（閉鎖値）を定義して、実際の温度値と閉鎖値との差（温度差）が最小である一区画を決定し、この一区画の温度差が、該一区画よりも大きな温度差を有する、好ましくは該一区画の次に大きな温度差を有する区画の温度差以上になるまで、この一区画の閉鎖要素を閉じる方法に関するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、閉鎖要素により閉鎖可能な少なくとも１つの開口部をそれぞれ有する２つ又は３つ以上の区画を備えていて、該区画には、それぞれの実測温度値を直接的又は間接的に検出するための少なくとも１つの温度センサが設けられており、これらの区画に開口部を介して冷気を供給可能な冷却装置及び／又は冷凍装置の運転方法に関するものである。

従来より、複数の区画を有し、これらの区画への冷却された空気の供給とこれらの区画からの加熱された空気の戻りとが空気フラップにより制御されている冷却装置及び／又は冷凍装置が知られている。この点に関連して、異なる温度を有する各区画に空気フラップが対応付けられた装置が知られている。さらに、従来より、いかなる低温側の温度制限もない複数の区画を備えた装置、例えば、別の区画の冷却の要求に応じて冷却される冷凍部を設けることが知られている。

本発明の基礎をなす目的は、上述の方法をさらに改善して、複数の区画における温度の設定を特にエネルギー効率の良い方法で行うことにある。

上記目的は、本発明によれば、請求項１の特徴を有する方法によって達成される。

これによれば、複数の区画又は全ての区画に対して温度値（閉鎖値）が定義されて、この閉鎖値と実際の温度値との差（温度差）が最小である一区画が決定され、この一区画の温度差が、該一区画よりも大きな温度差を有する、好ましくは該一区画の次に大きな温度差を有する区画の温度差以上になるまで、この一区画の閉鎖要素が閉じられる。たとえば、閉鎖値を上回る特定の温度値において、開いている閉鎖要素を有する複数の区画の温度差を互いに比較して、温度差が最小、すなわち、実際の温度値と閉鎖値との差が最小である一区画の閉鎖要素を閉じることが可能である。この比較的冷たい一区画の閉鎖要素を閉じておくことで、全ての冷気は、開いている閉鎖要素を有する残りの区画へ供給されるようになり、その結果、これらの残りの区画は比較的迅速に冷却されるとともに、上記比較的冷たい一区画は冷たくなり過ぎない。上記一区画の閉鎖要素は、この一区画の温度差が別の区画の温度差以上になるまで閉じられている。もともと最小の温度差を有する各区画は、その温度差が、閉鎖値に対する実際の値の温度差が次に大きい区画における閉鎖値と実際の温度値との差以上になれば、閉鎖要素を開けることにより開放されるのが好ましい。ヒステリシスは、例えば０．５Ｋになりうる。

さらに、本発明は、請求項２の特徴を有する方法に関する。したがって、装置の複数の区画又は全ての区画に対して温度範囲（開放領域）を定義し、これらの区画のうちの一区画における温度が、この開放領域の上限値以上になったとき、及び／又は、蒸発器の起動温度以上になったときに、蒸発器を起動させる。さらに、この一区画、並びに、他の１つ又は複数の区画の実際の温度値がそれぞれの開放領域の範囲内である場合、それらの閉鎖要素は開けられる。

この場合、この一区画の温度が開放領域の上限以上に達したときに、その区画の閉鎖要素が開けられる。さらに、実際の温度値がそれぞれの開放領域の範囲内である上記複数の区画の閉鎖要素が開けられる。

請求項２に係る方法は、請求項１の特徴部分に基づいて構成することができる。

「温度センサ」という用語は、広く解釈されるものであり、区画の温度を確定するために適した全ての考えられる手段を含む。１つの又は複数の温度センサを、区画の各々に又は複数、設けることが考えられる。さらに、代替として又は付加的に、蒸発器温度又は異なる温度を検出する温度センサが設けられていてもよく、この温度センサによって、複数の区画における温度を確定できる。

本発明の他の一形態では、最小の温度差を有する一区画の決定、及び、その閉鎖要素の閉鎖は、実際の温度値が閉鎖値に対して所定の差以下になったときだけ行われる。全ての区画に対して実際の温度値とそれぞれの閉鎖値との差を決定することが考えられる。ある１つの区画について、閉鎖値と実際の温度値との差が、特定の差、例えば４Ｋ以下になったことが分かれば、開いている閉鎖要素を有する区画の温度差、すなわち、それぞれの実際の温度値と閉鎖値との差、を互いに比較してもよい。その後、最低の温度差を有する一区画の閉鎖要素を閉じる。

本発明の好ましい一形態では、装置は、少なくとも１つの送風機を備えていて、この送風機によって、冷気を上述の閉鎖可能な開口部を介して区画へ導入可能に構成されている。

装置は、少なくとも１つの冷却通風路を備えていて、送風機は、この冷却通風路を介して１つ又は複数の区画へ空気を流すように配置されていてもよい。この冷却通風路は、例えば、装置の後方部分に設けられた垂直な仕切板によって境界付けられていてもよい。仕切板は、例えば、１つ又は複数の区画の後部壁を構成していてもよい。

本発明の他の一形態では、蒸発器温度が限界値以下になったときに、送風機を起動してもよい。例えば、蒸発器温度が、開放領域の上限値に達している温度、又は、この上限値を所定値だけ、例えば１Ｋだけ上回っている温度を有する区画の温度未満である場合に、送風機を起動することが考えられる。

本発明の他の一形態では、区画の実際の温度値が開放領域の下限以上になったとき、これら区画の閉鎖要素を開けてもよい。したがって、実際の温度値が開放領域の下限未満の区画があれば、これらの区間の閉鎖要素は最初、閉鎖されたままの状態である。実際の温度値が開放領域の下限に達すれば、冷気が区画に供給されるように、関連する閉鎖要素を開ける。

本発明の他の一形態では、全ての区画の実際の温度値がそれらのそれぞれの閉鎖値に達したときに、蒸発器を停止する。

この場合には、実際の冷却動作に関連して、送風機の速度を下げてもよい。

さらに、閉鎖要素が冷却工程の間に時々又は常に開いている区画の該閉鎖要素を、全ての区画の実際の温度値がそれらのそれぞれの閉鎖値に達したときには開けてもよい。この場合、冷気は、送風機の速度を下げた状態で区画へ導入される。このようにして、残りの冷気を利用することができ、待機時間を短縮できる。さらに、蒸発器温度が限界値以上になったときに、送風機を最終的に停止してもよい。

最終的に、それぞれの実際の温度値若しくは温度の特性値が目標値に達するか、又は、該目標値を事前に設定された量だけ上回るとすぐに、それぞれの閉鎖要素を閉じてもよい。

本発明の他の一形態では、複数の区画のうちの少なくとも１つに対して、所望の温度値を予め設定することができ、その他の区画の開放領域及び／又は閉鎖値は、この所望の温度値に依存している。例えば、最上部に配置された区画の目標値設定を変更せずに、その下に配置された区画の目標値設定を「冷たい」方向へ変更するならば、上部区画の閉鎖要素の開放領域及び閉鎖値は、下部区画からの戻り空気の流れによって増強される冷却を相殺するために「温かい」方向へ修正される。

さらに、本発明は、請求項１６に記載の特徴を有する冷却装置及び／又は冷凍装置に関するものである。

本発明のさらなる詳細及び利点を、図に示す一実施形態を参照してより詳しく説明する。

ここに示す本実施形態に係る冷却装置は、最上部に配置された冷却部１０と、その下に配置された区画（「バイオフレッシュ」、可変）と、その下に配置された区画３０（「バイオフレッシュ」、固定）とを備えている。この配置は、単なる一例である。区画の他の配置も考えられる。参照符号４０によって示される送風機は、空気を区画１０から引き出して冷却通風路５０へ送る。冷却通風路５０内に、蒸発器センサ６２を有する蒸発器６０が設けられている。蒸発器センサ６２は、蒸発器６０の温度の温度特性値を出力する。

図１からさらに分かるように、区画の各々には温度センサ１２，２２，３２が設けられている。

さらに、区画１０，２０，３０の各々は、空気フラップ又は何らかの他の閉鎖要素１４，２４，３４を介して冷却通風路５０に接続されていてもよい。空気フラップ１４，２４，３４が開けられると、空気は冷却通風路５０から各区画１０，２０，３０へ適宜導入される。

図１からさらに分かるように、区画１０，２０，３０を流通した空気は、装置の実際に有効な容量部分を通って送風機４０へ戻される。このように、有効な容量の損失は、既に加熱された空気を戻すために別個に設けられた通風路によって回避される。本発明によれば、全ての温度範囲又は区画の空気の戻りは、有効な容量領域においてむしろ一緒に生じる。

本発明に係る冷却装置は、蒸発器及び送風機を備えていて、個々の区画において互いに独立して行われる温度の制御又は調整のために機能する。

圧縮機の運転時間を最小化するために、空気フラップ１４，２４，３４が開いている時間を、それぞれの冷却要求に応じて同期させる。

有効な容量領域を通る空気の戻りに起因する何らかの温度の影響を、個々の温度範囲又は区画１０，２０，３０に関連付けられたそれぞれの空気フラップ１４，２４，３４の開閉時間の対応する制御／調整によって防止できる。

ここに示す本実施形態では、区画１０，２０，３０を特定の目標温度値で、又は、目標温度値範囲内でそれぞれ動作させる。なお、これらの目標値又は目標値範囲は互いに異なっていてもよい。

空気フラップ１４，２４，３４の制御は、対応する制御要素を介して行われる。なお、この制御要素も、制御／調整装置（図示せず）に接続されている。この制御要素は、温度センサ１２，２２，３２から温度値を受け取る。

開放領域及び閉鎖値は、区画１０，２０，３０の各々に対して定義されている。開放領域は、個々の区画の並行操作の割合ができるだけ高くなるように、それゆえに、区画がエネルギーを節約して動作するようにするべきである。

温度制御又は温度調整は以下のとおりである。

３つの温度センサ１２，２２，３２の１つが、対応する区画に関連付けられた開放領域の上限値を上回り、且つ、蒸発器センサが起動値に達したらすぐに、蒸発器６０が起動される。このことは、言い換えれば、圧縮機や電磁弁などを任意に有する冷媒回路が動作し始めることを意味している。蒸発器センサ６２が、関連する開放領域を超える温度を有する区画の温度値を例えば１Ｋ下回る温度値を検出すれば、送風機４０は高速でスイッチオンされ、区画の対応する空気フラップが開けられる。例えば、区画１０における温度値が開放領域の上限を上回り、且つ、蒸発器センサ６２が起動値に達していれば、蒸発器が起動される。蒸発器６０が十分に冷たければ、つまり、温度センサ６２によって測定される温度が、温度センサ１２によって測定される温度を例えば１Ｋ下回っていれば、送風機４０はスイッチオンされ、区画１０に冷気が供給されるように、空気フラップ１４が開けられる。

したがって、その他の区画にも、それらの実際の温度値がそれぞれの開放領域の上限値を上回っているならば、当然同様のことが当てはまる。

その他の区画の温度値がそれぞれの開放領域内であれば、それらの関連する空気フラップ（上記実施形態では、空気フラップ２４および３４）も開けられる。実際の温度値がそれぞれの開放領域に（まだ）なっていない区画があれば、それらの空気フラップは、実際の温度値が関連する開放領域の下限値に達するまで閉じたままである。その後、関連する空気フラップが開けられる。

ここに示す実施形態では、全ての区画１０，２０，３０に冷気が開口部を介して冷却通風路５０から供給されるように、全ての閉鎖要素すなわち空気フラップ１４，２４，３４が、冷却工程の間、開いていてもよい。

それぞれの閉鎖値の前の特定の差（例えば４Ｋ）から、温度差、すなわち、開状態の閉鎖要素１４，２４，３４を有する区画１０，２０，３０の閉鎖値に対する実際の温度値の違いを互いに比較する。この点において、実際の温度値及び閉鎖値に対する温度差が最小の一区画を決定し、その閉鎖要素を閉じる。例えば、実際の温度値と閉鎖値との間の差が、区画１０及び区画２０よりも区画３０において小さければ、閉鎖要素３４を閉じる。この閉鎖要素は、この区画の温度差がその次に高い温度差を有する区画の温度差以上になるまでずっと閉じたままである。例えば、特定の時点で、閉鎖要素３４が閉じられている区画３０における実際の温度値と閉鎖値との間の温度差が５Ｋになり、且つ、同様に温度差が５Ｋ以下になるように区画２０が冷やされているならば、区画３０の閉鎖要素３４を元のように開ける。

全ての区画１０，２０，３０が、その閉鎖値に達していれば、蒸発器６０は、例えば圧縮機をスイッチオフすること、又は、電磁弁を導通状態にすることにより停止され、送風機４０の速度は、比較的低い値に設定される。空気フラップ１４，２４，３４が閉じていれば、これらの空気フラップは、全ての区画が未だその閉鎖値に達していない段階、すなわち冷却段階において、少なくとも一部が開いていたということを条件に開けられる。

蒸発器６２が特定の温度値、例えば５°Ｃであるならば、送風機４０は完全にスイッチオフされる。

フラップ１４，２４，３４は、対応する温度センサ１２，２２，３２によって、それぞれの区画の目標温度値に相当し、例えば３Ｋの追加に任意に相当する温度が報告されたらすぐに閉じられる。

蒸発器は、蒸発器センサ６２が起動値に達するまで、及び／又は、空気センサーが開放領域の上限値に達するまでずっと停止されたままである。

個々の温度範囲の設定は、並行な修正係数が急勾配になるように定義されているため、その他の温度範囲すなわち区画に関連付けられた空気フラップの開閉値に影響を及ぼす。

例えば、上部区画１０の目標値設定を変更せずに、区画２０の目標値設定を下方に、すなわち「冷たい」方向へ変更するならば、上部区画１０の開閉値又は開放領域、及び、閉鎖値は、「温かい」方向へ修正されて下部区画２０からの戻り空気によって増強される冷却を相殺する。当然、区画の目標値設定を「温かい」方向へ変更した場合には、逆のことが当てはまる。

図１は、本発明の冷却装置を示す図である。

Claims (16)

1. 閉鎖要素によって閉鎖可能な少なくとも１つの開口部をそれぞれ有する２つ又は３つ以上の区画を備えていて、該区画には、区画のそれぞれの実際の温度値を間接的又は直接的に検出するための少なくとも１つの温度センサが設けられており、前記区画に前記開口部を介して冷気を供給可能な冷却装置及び／又は冷凍装置の運転方法であって、
   前記区画の複数又は全てに対して、温度値（閉鎖値）を定義して、
   前記実際の温度値と前記閉鎖値との差（温度差）が最小である一区画を決定し、
   前記一区画の温度差が、該一区画よりも大きな温度差を有する、好ましくは該一区画の次に大きな温度差を有する区画の温度差以上になるまで、前記一区画の閉鎖要素を閉じることを特徴とする冷却装置及び／又は冷凍装置の運転方法。
2. 少なくとも１つの蒸発器と、閉鎖要素によって閉鎖可能な少なくとも１つの開口部をそれぞれ有する２つ又は３つ以上の区画とを備えていて、該区画の実際の温度値を間接的又は直接的に検出するために、前記それぞれの区画に少なくとも１つの温度センサが設けられており、前記区画に前記開口部を介して冷気を供給可能な冷却装置及び／又は冷凍装置の運転方法であって、
   前記区画の複数又は全てに対して、温度範囲（開放領域）を定義して、
   前記区画のうちの一区画における温度が、前記開放領域の上限値以上になったとき、及び／又は、前記蒸発器の起動温度以上になったときに、前記蒸発器を起動し、
   前記一区画、並びに、他の１つ又は複数の区画の温度値が前記それぞれの開放領域の範囲内である場合に、それらの閉鎖要素を開くことを特徴とする方法。
3. 請求項２に記載の方法において、
   請求項１の特徴部分に基づいて構成されていることを特徴とする方法。
4. 請求項１または３に記載の方法において、
   最小の温度差を有する前記一区画の決定、及び、その閉鎖要素の閉鎖を、前記実際の温度値が所定の差以下になったときにのみ行うことを特徴とする方法。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の方法において、
   前記装置は、少なくとも１つの送風機を備えていて、
   前記送風機によって、閉鎖可能な開口部を介して冷気を前記区画へ導入することを特徴とする方法。
6. 請求項５に記載の方法において、
   前記１つ又は複数の区画へ空気を流すように配置された前記送風機を有する冷却通風路を備えていることを特徴とする方法。
7. 請求項５または６に記載の方法において、
   蒸発器温度が限界値以下になったとき、前記送風機を起動することを特徴とする方法。
8. 請求項７に記載の方法において、
   前記蒸発器温度が、前記開放領域の前記上限値に達している温度又は前記上限値を所定値だけ上回っている温度を有する区画の温度よりも低い場合に、前記送風機を起動することを特徴とする方法。
9. 請求項１から８のいずれか１つに記載の方法において、
   前記区画の実際の温度値が前記開放領域の下限以上になったときに、それらの区画の前記閉鎖要素を開けることを特徴とする方法。
10. 請求項１から９のいずれか１つに記載の方法において、
    全ての区画の前記実際の温度値がそれらのそれぞれの閉鎖値に達したときに、前記蒸発器を停止することを特徴とする方法。
11. 請求項１から１０のいずれか１つに記載の方法において、
    全ての区画の前記実際の温度値がそれぞれの閉鎖値に達したときに、前記送風機の速度を下げることを特徴とする方法。
12. 請求項１から１１のいずれか１つに記載の方法において、
    前記閉鎖要素が冷却工程中に時々又は常に開けられる区画の該閉鎖要素を、全ての区画の前記実際の温度値がそれぞれの閉鎖値に達したときに、開くことを特徴とする方法。
13. 請求項５から１２のいずれか１つに記載の方法において、
    前記蒸発器温度が限界値以上になったときに、前記送風機を停止することを特徴とする方法。
14. 請求項１から１３のいずれか１つに記載の方法において、
    前記それぞれの実際の温度値若しくは該温度の特性値が目標値に達するか、又は、前記目標値を事前に設定された量だけ上回るとすぐに、前記それぞれの閉鎖要素を閉じることを特徴とする方法。
15. 請求項１から１４のいずれか１つに記載の方法において、
    前記区画のうちの少なくとも１つに対して、目標温度値が予め設定されていて、
    その他の区画の開放領域及び／又は閉鎖値は、前記目標温度値に依存していることを特徴とする方法。
16. 閉鎖要素によって閉鎖可能な少なくとも１つの開口部をそれぞれ有する２つ又は３つ以上の区画を備えていて、該区画には、それぞれの区画の実際の温度値を間接的又は直接的に検出するための少なくとも１つの温度センサが設けられており、前記区画に前記開口部を介して冷気を供給可能な冷却装置及び／又は冷凍装置であって、
    前記請求項１から１５に記載された少なくも１つの運転方法に基づいて運転を行うように構成された制御及び／又は調整装置を備えていることを特徴とする冷却装置及び／又は冷凍装置。

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