JP2013040691A

JP2013040691A - 冷却貯蔵庫

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Publication number: JP2013040691A
Application number: JP2011175834A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Osaka; 宏大坂; Kazuyuki Kageyama; 和幸景山
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 2011-08-11
Filing date: 2011-08-11
Publication date: 2013-02-28
Anticipated expiration: 2031-08-11
Also published as: JP5722160B2

Abstract

【課題】除霜運転を行う冷却貯蔵庫において冷却不良及び除霜不良を抑制する。
【解決手段】冷却装置２０と庫内ファン２９とを運転することにより庫内温度ｔを設定温度ｔｓ付近に維持する冷却運転を行う冷却運転制御部３１と、除霜開始信号を受けると貯蔵庫１２内を冷却する事前冷却運転、続いて冷却器２６の着霜を除去する除霜運転を行う除霜運転制御部３２と、を備え、除霜運転制御部３２は、庫内温度ｔと冷却器温度ｔ_ｅとの温度差Δｔ、Δｔ_ｐを算出する温度差算出部３３と、除霜開始信号を受けた際又は事前冷却運転中に、温度差Δｔ、Δｔ_ｐと所定の基準値ｔ_ｆｓとを比較して温度差Δｔ、Δｔ_ｐが基準値ｔ_ｆｓを上回ることを条件に除霜運転を強制的に開始する除霜運転強制開始部３４とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、冷却器の除霜運転を行う冷却貯蔵庫に関する。

冷却貯蔵庫等において、冷却器に付着した霜を除去する除霜方法の一例として、オフサイクル除霜が挙げられる。このオフサイクル除霜とは、冷凍回路を構成する圧縮機を停止して冷却器への冷媒の供給を停止し、且つ冷却器内の冷媒を圧縮機側へと回収した状態で、庫内ファンを運転し続けることで、庫内ファンからの送風によって冷却器温度を上昇させて冷却器に付着した霜を溶かし、除霜するものである。このようなオフサイクル除霜運転を行う冷却貯蔵庫として、特許文献１に記載のものが知られている。この特許文献１に記載のオフサイクル除霜運転は、タイマで定期的に、又は手動操作により開始されるようになっている。そして、予め設定された除霜終了温度に冷却器の温度が達すると、オフサイクル除霜運転は終了され、圧縮機が再起動されて貯蔵庫内を冷却する通常の冷却運転が再開される。

このようなオフサイクル除霜運転は、ヒータ等で冷却器を加熱せずに除霜するため、除霜にかかる時間が比較的長くなる。このため、オフサイクル除霜運転の間冷却されない庫内の温度が上昇して、収容された貯蔵物に悪影響を及ぼす虞があった。そこで、特許文献２に記載のように、除霜運転前に貯蔵庫内を設定温度にまで下げる事前冷却運転を行うことで、除霜運転中の貯蔵庫内の温度上昇を抑える方法が提案されている。

特開２００６−５２８７８号公報特開昭６３−２３１１８２号公報

しかしながら、上記のように事前冷却運転を行おうとすると、新たな課題が生じる。それは、例えば冷却貯蔵庫の扉の開閉が頻繁に行われる等して冷却器に多量の霜が付着している場合に起こりうる。冷却器への着霜量が多くなると、冷却器と庫内ファンによって送られる庫内空気との熱交換効率が悪くなり、貯蔵庫内の温度が下がりにくくなる。この結果、なかなか事前冷却運転が終了せず、その後のオフサイクル除霜運転も開始されないために、冷却器への着霜量は増え続け、更に熱交換効率が悪化し、貯蔵庫内の温度も下がらないといった悪循環に陥るのである。そこで、こうした事情に対処すべく、庫内冷却と冷却器の除霜とのバランスを考慮しつつ、冷却不良及び除霜不良を抑制することが要求されている。

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、除霜運転を行う冷却貯蔵庫において冷却不良及び除霜不良を抑制することを目的とする。

本発明は、貯蔵物を収容する貯蔵庫と、前記貯蔵庫内を冷却する冷却器を備えた冷却装置と、前記冷却器との熱交換により冷却された庫内空気を前記貯蔵庫内に循環させる庫内ファンと、前記貯蔵庫の庫内温度を検出する庫内サーミスタと、前記冷却器の温度を検出する冷却器サーミスタと、前記冷却装置と前記庫内ファンとを運転することにより前記庫内温度を予め設定された設定温度付近に維持する冷却運転を行う冷却運転制御部と、除霜開始信号を受けると、前記貯蔵庫内を冷却する事前冷却運転、続いて前記冷却器の着霜を除去する除霜運転を行う除霜運転制御部と、を備え、前記除霜運転制御部は、前記庫内温度と前記冷却器温度との温度差を算出する温度差算出部と、前記除霜開始信号を受けた際又は前記事前冷却運転中に、前記温度差算出部によって算出された前記温度差と所定の基準値とを比較して前記温度差が前記基準値を上回ることを条件に前記除霜運転を強制的に開始する除霜運転強制開始部と、を備えることに特徴を有する。

このような構成によれば、庫内温度と冷却器温度との温度差により、冷却器への着霜量を判断し、事前冷却運転の有無、及び長さを調整することができる。詳しく説明すると、庫内温度と冷却器温度との温度差が大きいということは、冷却器への着霜量が多いと推定される。このような状態においては、冷却器と庫内ファンによって送られる庫内空気との熱交換効率が悪く、事前冷却運転を行っても貯蔵庫内の温度が下がりにくいため、冷却装置の消費電力に対する庫内温度上昇抑制効果が芳しくなく、その後の庫内の冷却不良につながる可能性もある。よって除霜運転制御部は、除霜運転強制開始部により、事前冷却運転よりも除霜運転を優先して行うことで、冷却器の除霜を確実に行い、その後の冷却運転における冷却不良を防止することができる。また、冷却器と庫内空気との熱交換効率が悪いまま無駄に事前冷却運転が行われることを抑制できるから、冷却貯蔵庫としての消費電力量を抑えることもできる。

一方、庫内温度と冷却器温度との温度差が小さいということは、冷却器への着霜量が少ないと推定される。このような状態においては、冷却器と庫内空気との熱交換効率が良好で、事前冷却運転による除霜運転中の温度上昇を抑える効果が十分に発揮される場合である。よって、除霜運転制御部は、通常通り、事前冷却を行った後に除霜運転を行うことで、除霜運転時の庫内温度の上昇を抑えつつ冷却器の除霜を確実に行うことができる。このように、冷却器の着霜量により、庫内冷却と冷却器の除霜とのバランスを考慮して事前冷却運転及び除霜運転を行うことで、冷却不良及び除霜不良を抑制することができる。

前記除霜運転制御部は、前記除霜開始信号を受けた際に前記冷却装置が冷却運転中と停止中のいずれかの状態にあるかを検知する冷却運転状態検知部を備え、前記冷却運転状態検知部で検知された前記冷却装置の運転状態が、前記冷却運転中である場合には、前記冷却運転を継続し、前記停止中である場合には、新たに事前冷却運転を開始し、前記庫内温度が所定の除霜開始温度に達したところで前記継続した冷却運転及び前記事前冷却運転を終了するものであってもよい。

このような構成によれば、着霜量が少なく、除霜運転強制開始部により強制的に除霜運転が開始されない限りは、事前冷却運転開始時の庫内温度に関係なく、同じ除霜開始温度に達したところで当該事前冷却運転が終了する。よって、上記の場合には、除霜運転開始時の庫内温度を揃えることができるから、除霜にかかる時間及びその間に上昇する温度幅を考慮した除霜開始温度を設定すれば、除霜時間中に庫内温度が上昇して貯蔵物に悪影響を及ぼす等の冷却不良を確実に抑制することができる。

また、事前冷却運転を時間単位ではなく、庫内温度が除霜開始温度に達するまで冷却するものとすることで、その庫内空気を冷却する冷却器の温度を一定量下がった状態に揃えることができる。即ち、冷却器の温度分布はばらつき易く、そのようなばらついた状態で除霜を開始すると、冷却器に部分的に霜が残ってしまう場合がある。このため、事前冷却運転により冷却器の温度分布を一定に揃えることで、除霜不良を抑制し、部分的な着霜により起こりうる冷却不良を未然に防止することができる。

本発明によれば、除霜運転を行う冷却貯蔵庫において冷却不良及び除霜不良を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るプレハブ冷蔵庫の回路構成図除霜運転制御機構を表すブロック図除霜運転制御動作を表すフローチャート除霜周期タイマＵＰ時に冷却運転中である場合のタイミングチャート除霜周期タイマＵＰ時に冷却運転停止中である場合のタイミングチャート実施形態２に係る除霜運転制御動作を表すフローチャート除霜周期タイマＵＰ時に冷却運転停止中である場合のタイミングチャート関連技術１の除霜運転制御に関するタイミングチャート関連技術２の除霜運転制御に関するタイミングチャート

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図５によって説明する。
本実施形態の冷却貯蔵庫は、プレハブ冷蔵庫１０に適用した場合を例示している。
まず、図１を用いて、プレハブ冷蔵庫１０の全体構成を説明する。プレハブ冷蔵庫１０は複数枚の断熱性のパネルを組み立てることで方形の箱形に形成された冷蔵庫本体１１を備えており、その内部は貯蔵物を収容可能な貯蔵庫１２とされている。図示はしないが、冷蔵庫本体１１の壁面には、貯蔵物の出入れが可能な出入口が開口形成され、その出入口を覆うように、断熱扉が装着されている。

この冷蔵庫本体１１内外に跨って、冷却装置２０が配置されている。冷却装置２０は、所謂冷凍サイクルからなり、圧縮機２１、凝縮器ファン２２Ａを備えた凝縮器２２、レシーバ（受液器）２３、ドライヤ２４、膨張弁２５、冷却器（蒸発器）２６等が冷媒配管２７によって循環接続され、このうち膨張弁２５、冷却器２６が貯蔵庫内１２に設置された室内機１３に、残りが冷蔵庫本体１１外に設置された室外機１４に収容されている。この冷却装置２０は、冷媒配管２７内の冷媒を圧縮機２１で圧縮し、凝縮器２２で放熱させ、冷却器２６で蒸発させることに冷却作用を生じさせる周知の構成である。なお、冷却装置２０には、圧縮機２１の吸入側及び吐出側の冷媒圧力を測定し、所定範囲を超える異常圧力を検出した場合に冷却装置２０を強制的に停止させる圧力スイッチ２８が設けられている。

室内機１３は、冷却器２６等を収容するケーシング１５を備えており、吸込口１５Ａと吹出口１５Ｂとが対向状に開口形成されている。ケーシング１５外側における吸込口１５Ａ付近には、貯蔵庫１２内の温度である庫内温度ｔを検知する庫内サーミスタ１６が取り付けられている。一方、ケーシング１５内において、吹出口１５Ｂ側には、冷却器２６とファンモータ２９Ａを備えた庫内ファン２９とが配置されている。冷却器２６は、図示はしないが、冷却管の外表面に平板状のフィンが複数並列配置された構成をなしており、そのフィン間に差し込むようにしてフィンに接触した状態で取り付けられる冷却器サーミスタ１７が設けられている。この冷却器サーミスタ１７は、冷却器温度ｔ_eを検知する。

貯蔵庫１２内の庫内空気は、図１の矢印で示すように、庫内ファン２９によって吸込口１５Ａからケーシング１５内へと吸い込まれ、その庫内空気は冷却器２６により熱交換が行われることで冷却され、その後吹出口１５Ｂより貯蔵庫１２内へと吹き出されることで、貯蔵庫１２内に冷却された庫内空気が循環供給されるようになっている。

さて、圧縮機２１及び庫内ファン２９を制御するものとして、マイクロコンピュータを備えた運転制御部３０が設けられている（図２参照）。この運転制御部３０の入力側には、貯蔵庫１２内の庫内温度ｔを検出する庫内サーミスタ１６と、冷却器温度ｔ_ｅを検出する冷却器サーミスタ１７、除霜周期時間Ｔ_ｄをカウントする除霜周期タイマ４０が接続されている。同出力側には、圧縮機２１及び庫内ファン２９が接続されている。運転制御部３０には、貯蔵庫１２内を予め設定された設定温度ｔ_ｓ付近に維持する冷却運転を制御する冷却運転制御部３１と、所定の除霜周期Ｔ_ｄ毎に貯蔵庫１２内を冷却する事前冷却運転、続いて冷却器２６の着霜を除去する除霜運転を制御する除霜運転制御部３２とが具備されている。

冷却運転制御部３１には、予め設定された設定温度ｔ_ｓに基づいて算出された設定温度ｔ_ｓよりも所定温度高いＯＮ温度ｔ_（ＯＮ）と、設定温度ｔ_ｓよりも所定温度低いＯＦＦ温度ｔ_{（ＯＦＦ）}とが記憶されている。冷却運転制御部３１は、庫内サーミスタ１６からの信号を読み取り、その入力値である庫内温度ｔとＯＮ温度ｔ_（ＯＮ）及びＯＦＦ温度ｔ_{（ＯＦＦ）}とを比較する。庫内温度ｔがＯＮ温度ｔ_（ＯＮ）を上回る場合には、圧縮機２１の運転が開始（又は運転状態が継続）され、庫内温度ｔがＯＦＦ温度ｔ_{（ＯＦＦ）}を下回る場合には、圧縮機２１の運転が停止（又は停止状態が継続）される。即ち、冷却運転制御部３１から庫内温度ｔとＯＮ／ＯＦＦ温度ｔ_（ＯＮ）、ｔ_{（ＯＦＦ）}との比較結果に基づいて、運転指示又は運転停止指示の信号が圧縮機２１に出力される。一方、庫内ファン２９については、詳しい説明は省略するが、冷却運転制御部３１により、圧縮機２１の運転に同期して運転制御がなされ、圧縮機２１停止中には所定の間欠運転又は連続運転がなされるように設定されている。このように、圧縮機２１及び庫内ファン２９の運転及び停止を繰り返す冷却運転により、貯蔵庫１２内の庫内温度ｔを所望の設定温度ｔ_ｓ付近に維持する構成とされている。

続いて、除霜運転制御部３２について詳しく説明する。
除霜運転は、所定の除霜周期時間Ｔ_ｄ毎に行われ、除霜周期タイマ４０によりカウントされた除霜周期時間Ｔ_ｄが経過すると、除霜運転制御部３２に除霜運転を指示する信号（除霜開始信号に相当する）が入力される。すると、除霜運転制御部３２の温度差算出部３３が除霜庫内サーミスタ１６及び冷却器サーミスタ１７から入力された庫内温度ｔと冷却器温度ｔ_ｅから温度差Δｔを算出する。温度差算出部３３で算出された温度差Δｔは、除霜運転強制開始部３４に入力され、所定の強制開始基準値ｔ_ｆｓと比較される。温度差Δｔが強制開始基準値ｔ_ｆｓを上回る場合には、オフサイクル除霜運転が強制的に開始される。

一方、温度差Δｔが強制開始基準値ｔ_ｆｓを下回る場合には、その結果が冷却運転状態検知部３５へと出力される。冷却運転状態検知部３５は、圧縮機２１が運転中か停止中かを検出する。そして、圧縮機２１が運転中の場合には、そのまま圧縮機２１及び庫内ファン２９の運転状態が継続され（図４参照）、圧縮機２１が停止中の場合には、圧縮機２１及び庫内ファン２９の運転が新たに開始され（図５参照）、事前冷却運転がなされる。この事前冷却運転とは、通常、除霜運転強制開始部３４によりオフサイクル除霜運転が強制的に開始されない限りは、オフサイクル除霜運転前に貯蔵庫１２内を除霜開始温度ｔ_１（本実施形態ではＯＦＦ温度ｔ_{（ＯＦＦ）}）まで冷やし込む冷却運転のことで、この除霜開始温度に庫内温度ｔが達すると、続いてオフサイクル除霜運転が開始される。

この事前冷却運転中にも、温度差算出部３３により庫内温度ｔと冷却器温度ｔ_ｅとの温度差Δｔ_ｐが算出されており、この温度差Δｔ_ｐは除霜運転強制開始部３４に入力され、強制開始基準値ｔ_ｆｓと比較される。温度差Δｔ_ｐが強制開始基準値ｔ_ｆｓを上回る場合には、直ちに事前冷却運転を終了し、オフサイクル除霜運転が開始される。

ここで、オフサイクル除霜運転について説明する。オフサイクル除霜運転は、まず、図１の冷却器２６手前に位置する電磁弁２７Ａを閉じて冷却器２６への冷媒の供給を停止し、そのまましばらく圧縮機２１を運転させ続けることで冷却器２６内の冷媒を室外機１４側（圧縮機２１側）へと回収する。その後、圧縮機２１の運転を停止させる。一方、庫内ファン２９は、オフサイクル除霜運転が開始されてから、運転した状態が継続される。圧縮機２１の停止中は、冷却器温度ｔ_ｅは自然に、又は庫内ファン２９の送風によって上昇し冷却器２６に生じた霜は溶かされる。これら霜が溶けた除霜水や結露水は図示しないドレンパンを介して貯蔵庫本体１１外へと排出されるか、庫内ファン２９によって送り込まれた庫内空気と共に、貯蔵庫１２内へと水蒸気として戻される。このようにして、冷却器２６の除霜がなされ、冷却器温度ｔ_ｅがＯＮ温度ｔ_（ＯＮ）より所定値αだけ高い除霜終了温度ｔ_２に達すると、オフサイクル除霜運転は終了される。

続いて本実施形態の作用を図３ないし図５を用いて説明する。
設定温度ｔ_ｓ付近に庫内温度ｔを維持する冷却運転中に、除霜周期時間Ｔ_ｄが経過すると（ステップＳ１１で「ＹＥＳ」）、冷却器２６への着霜量が多い場合には（ステップＳ１２で「ＹＥＳ」）、直ちにオフサイクル除霜運転が開始される（ステップＳ１３）。冷却器２６への着霜量が特に多い場合を除いては（ステップＳ１２で「ＮＯ」）、図４に示すように冷却運転を継続し（ステップＳ１４で「ＹＥＳ」、ステップＳ１５）、圧縮機２１が停止している場合には図５に示すように新たに事前冷却運転が開始される（ステップＳ１４で「ＮＯ」、ステップＳ１６）。貯蔵庫１２内が除霜開始温度ｔ_１（ｔ_{（ＯＦＦ）}）まで冷却されると（ステップＳ１７で「ＹＥＳ」）、オフサイクル除霜運転が開始される（ステップＳ１３）。

事前冷却運転中に冷却器２６への着霜量が多いと判断されると（ステップＳ１７で「ＮＯ」、ステップＳ１８で「ＹＥＳ」）、事前冷却運転が強制的に終了され（ステップＳ１９）、オフサイクル除霜運転が開始される（ステップＳ１３）。オフサイクル除霜運転は、冷却器２６の除霜が完了したと判断されると（ステップＳ２０で「ＹＥＳ」）、終了する（ステップＳ２１）。そして、このオフサイクル除霜運転が終了すると同時に除霜周期タイマがリセットされて新たに除霜周期時間Ｔ_ｄのカウントが開始される（ステップＳ１０）。このように、除霜周期時間Ｔ_ｄ毎に、上記動作が繰り返され、冷却器２６への着霜量に応じた除霜運転がなされる。

以上説明したように、本実施形態によれば、庫内温度ｔと冷却器温度ｔ_ｅとの温度差Δｔ、Δｔ_ｐにより、冷却器２６への着霜量を判断し、事前冷却運転の有無、及び長さを調整することができる。詳しく説明すると、庫内温度ｔと冷却器温度ｔ_ｅとの温度差Δｔ、Δｔ_ｐが大きいということは、冷却器２６への着霜量が多いと推定される。このような状態においては、冷却器２６と庫内ファン２９によって送られる庫内空気との熱交換効率が悪く、事前冷却運転を行っても貯蔵庫１２内の温度ｔが下がりにくいため、冷却装置２０の消費電力に対する庫内温度ｔ上昇抑制効果が芳しくなく、その後の貯蔵庫１２内の冷却不良につながる可能性もある。よって除霜運転制御部３２は、除霜運転強制開始部３４により、事前冷却運転よりもオフサイクル除霜運転を優先して行うことで、冷却器２６の除霜を確実に行い、その後の冷却運転における冷却不良を防止することができる。また、冷却器２６と庫内空気との熱交換効率が悪いまま無駄に事前冷却運転が行われることを抑制できるから、プレハブ冷蔵庫１０全体としての消費電力量を抑えることもできる。

一方、庫内温度ｔと冷却器温度ｔ_ｅとの温度差Δｔ、Δｔ_ｐが小さいということは、冷却器２６への着霜量が少ないと推定される。このような状態においては、冷却器２６と庫内空気との熱交換効率が良好で、事前冷却運転による除霜運転中の温度上昇を抑える効果が十分に発揮される場合である。よって、除霜運転制御部３２は、通常通り、事前冷却を行った後にオフサイクル除霜運転を行うことで、オフサイクル除霜運転時の庫内温度ｔの上昇を抑えつつ冷却器２６の除霜を確実に行うことができる。このように、冷却器２６の着霜量により、庫内冷却と冷却器２６の除霜とのバランスを考慮して事前冷却運転及びオフサイクル除霜運転を行うことで、冷却不良及び除霜不良を抑制することができる。

また、冷却運転状態検知部３５で検知された冷却装置２０の運転状態に応じて、冷却運転を継続する、又は新たに事前冷却運転を開始し、庫内温度ｔが除霜開始温度ｔ_１（ｔ_{（ＯＦＦ）}）に達したところで当該事前冷却運転が終了されることとした。このため、着霜量が少なく、除霜運転強制開始部３４により強制的にオフサイクル除霜運転が開始されない限りは、事前冷却運転開始時の庫内温度ｔに関係なく、同じ除霜開始温度ｔ_１に達したところで当該事前冷却運転が終了する。よって、上記の場合には、オフサイクル除霜運転開始時の庫内温度ｔを除霜開始温度ｔ_１を揃えることができるから、オフサイクル除霜にかかる時間及びその間に上昇する温度幅を考慮した除霜開始温度ｔ_１を設定することで、オフサイクル除霜時間中に庫内温度ｔが上昇して貯蔵物に悪影響を及ぼす等の冷却不良を確実に抑制することができる。

また、事前冷却運転を時間単位ではなく、庫内温度ｔが除霜開始温度ｔ_１に達するまで冷却するものとすることで、その庫内空気を冷却する冷却器温度ｔ_ｅを一定量下がった状態に揃えることができる。即ち、冷却器２６の温度分布はばらつき易く、そのようなばらついた状態で除霜を開始すると、冷却器２６に部分的に霜が残ってしまう場合がある。このため、事前冷却運転により冷却器２６の温度分布を一定に揃えることで、除霜不良を抑制し、部分的な着霜により起こりうる冷却不良を未然に防止することができる。

また、除霜運転制御部３２は、冷却器温度ｔ_ｅが予め設定された除霜終了温度ｔ_２を上回った場合に、オフサイクル除霜運転を終了し、当該オフサイクル除霜運転を時間でなく冷却器温度ｔ_ｅで管理することで、冷却器２６及びその周りの室内機１３中の除霜を確実に行い、除霜不良を抑制することができる。

以上本発明の実施形態１を示したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば以下のような変形例を含むこともできる。なお、以下の変形例において、上記実施形態と同様の部材には、上記実施形態と同符号を付して説明を省略する。

［実施形態１の変形例１］
実施形態１の変形例１について説明する。本変形例は、実施形態１とは、事前冷却運転の長さが一定の事前冷却運転時間に予め決められているところが相違する。つまり、実施形態１では、庫内温度ｔが除霜開始温度ｔ_１に達した場合、又は除霜運転強制開始部３４により冷却器温度ｔ_ｅと庫内温度ｔとの温度差Δｔ_ｐが強制開始基準値ｔ_ｆｓを上回った場合に事前冷却運転が終了される。これに対して、本変形例では、事前冷却運転が一律の事前冷却運転時間の間、運転されるように制御されているから、除霜運転強制開始部３４によっては事前冷却運転が強制的に終了されないような、冷却器２６への着霜量がさほど多くない場合であっても、一定の事前冷却運転時間により事前冷却運転が打ち切られる。

このような構成は、例えば事前冷却運転中に新たな貯蔵物が貯蔵庫１２へと投入された場合に特に有用である。つまり、貯蔵庫１２内に新たな熱負荷が加えられることで、冷却器２６への着霜以外の要素で、庫内温度ｔが除霜開始温度ｔ_１になかなか達しないような場合である。このような場合に、本変形例のように、一定の事前冷却運転時間で事前冷却運転を終了するものとすれば、所定時間毎に確実にオフサイクル除霜運転を行うことができる。よって、このように事前冷却運転を時間で制御するものであっても、除霜不良を抑制するのに有効である。

［実施形態１の変形例２］
次に、実施形態１の変形例２について説明する。本変形例は、実施形態１とは、除霜周期タイマ４０による除霜周期時間Ｔ_ｄのカウント開始が、オフサイクル除霜運転終了（図３のステップＳ２１、ステップＳ１０参照）に連動しないところが相違する。つまり、図３に示した除霜運転制御動作とは別に、オフサイクル除霜運転の終了とは関係なく除霜周期時間をカウントする除霜周期タイマが設けられており、所定の除霜周期時間毎に除霜運転を指示する信号が除霜運転制御部へと出力される構成である。

このような構成によれば、各回の事前冷却運転時間とオフサイクル除霜運転時間とを足し合わせた除霜運転時間に関係なく、所定の時間ごとに確実に除霜運転を行うことができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図６及び図７によって説明する。
本実施形態は、実施形態１とは、オフサイクル除霜運転が所定の制限時間Ｔ_ｒ、継続運転された場合に、冷却器２６を除霜ヒータにより加熱する加熱除霜運転に切り替えるところが相違する。他の構成については実施形態１と同様であるため、説明を省略する。

冷却器２６には、図示しない例えばシーズヒータからなる除霜ヒータが装着されている。除霜運転制御部３２には、ヒータ制御部が設けられており、このヒータ制御部は、図７に示すように、オフサイクル除霜運転開始から制限時間Ｔ_ｒ後、オフサイクル除霜運転が継続運転されていた場合に、オフサイクル除霜運転を終了して、ヒータ除霜運転に切り替える。なお、オフサイクル除霜運転開始からの制限時間Ｔ_ｒは、ヒータ切替タイマによりカウントするものとする。

ヒータ除霜運転は、図７に示すように圧縮機２１及び庫内ファン２９を停止した状態で、除霜ヒータに通電して冷却器２６を加熱することによって行われる。霜が溶けた除霜水は図示しないドレンパンを介して貯蔵庫本体１１外へと排出される。このようにして、冷却器２６の除霜がなされ、冷却器温度ｔ_ｅが除霜終了温度ｔ_２よりも所定値βだけ高いヒータ終了温度ｔ_３に達すると、除霜が終了したと見なされ、まず除霜ヒータへの通電が遮断され、所定の水切り時間を経たのち、圧縮機２１及び庫内ファン２９が駆動されて、冷却運転が再開される。

続いて、本実施形態の作用について説明する。
冷却運転中に、除霜周期時間Ｔ_ｄが経過すると（ステップＳ３１で「ＹＥＳ」）、実施形態１と同様に着霜量に応じて、オフサイクル除霜運転か（ステップＳ３２で「ＹＥＳ」、ステップＳ３３）、冷却運転の継続か（ステップＳ３２で「ＮＯ」、ステップＳ３４で「ＹＥＳ」、ステップＳ３５）、新たに事前冷却運転を開始するか（ステップＳ３２で「ＮＯ」、ステップＳ３４で「ＮＯ」、ステップＳ３６）、事前冷却運転からオフサイクル除霜運転に切り替えるか（ステップＳ３７で「ＹＥＳ」、ステップＳ３３）が決定される。オフサイクル除霜運転の継続時間が、制限時間Ｔ_ｒに達すると（ステップＳ４０で「ＹＥＳ」）、冷却器２６への着霜量が多いと判断されて、オフサイクル除霜運転が終了され、ヒータ除霜運転が開始される（ステップＳ４１）。オフサイクル除霜運転、又はオフサイクル除霜運転とヒータ除霜運転の組み合わせにより、冷却器２６の除霜が終了したと判断されると（ステップＳ４３で「ＹＥＳ」、又はステップＳ４２で「ＹＥＳ」）、これら除霜運転は終了する（ステップＳ４４）。そして、除霜運転が終了すると同時に除霜周期タイマがリセットされて新たに除霜周期時間Ｔ_ｄのカウントが開始される（ステップＳ３０）。このように、除霜周期時間Ｔ_ｄ毎に、上記動作が繰り返され、冷却器２６への着霜量に応じた除霜運転がなされる。

このように、オフサイクル除霜運転にヒータ除霜運転を組み合わせることにより、冷却器２６への着霜量が特段多い場合であっても、除霜にかかる時間を抑えることができ、除霜中の庫内温度ｔ上昇による貯蔵庫１２内の貯蔵物への悪影響を及ぼす等の冷却不良を抑制できる。また、加熱除霜を行うことで、その周囲の室内機１４を含めて確実な除霜を行うことができるから、更に除霜不良を抑制可能である。なお、本実施形態の一態様として、図７には除霜周期タイマＵＰ時に冷却運転停止中である場合のタイミングチャートを示したが、実施形態１と同様に、除霜周期タイマＵＰ時に冷却運転中である場合には、図４と同様、冷却運転を継続することにより事前冷却運転が行われるものとする。

以上本発明の実施形態２を示したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば以下のような変形例を含むこともできる。なお、以下の変形例において、上記実施形態と同様の部材には、上記実施形態と同符号を付して説明を省略する。

［実施形態２の変形例１］
実施形態２の変形例１について説明する。本変形例は、実施形態２とは、オフサイクル除霜運転から制限時間Ｔ_ｒ後に切り替えられる加熱除霜運転が除霜ヒータによるものではなく、圧縮機２１からのホットガスを冷却器に供給して、除霜するところが相違する。

このホットガス除霜運転は、圧縮機２１の吐出側から凝縮器２２の出口側へバイパスされた管路に設けられた（冷却運転時は閉じされている）電磁弁を開放することにより、圧縮機２１からホットガスを冷却器２６へと供給することで、冷却器２６内部からの発熱により冷却器２６の着霜を溶かし、除霜する周知のものである。

このように、ヒータ除霜運転の代わりにホットガス除霜運転を行うことによっても、実施形態２と同様に、除霜運転全体の時間を短縮することができ、除霜中の庫内温度上昇による冷却不良を抑制できる。また、圧縮機２１からのホットガスを利用することで、除霜ヒータを用いるよりも消費電力量を抑え、省エネルギー化を図ることができる。

＜関連技術１＞
続いて、関連技術１を図８を用いて説明する。この関連技術１は、実施形態１と同様に、除霜周期時間Ｔ_ｄをカウントする除霜周期タイマ４０がＵＰすると、冷却運転状態検知部３５により冷却装置２０の運転／停止状態が検知され、冷却運転中の場合には、引き続き冷却運転を、停止中の場合には、新たに事前冷却運転を開始するものである。そして、庫内温度ｔが除霜開始温度ｔ_１に達すると、継続された冷却運転及び事前冷却運転が終了され、オフサイクル除霜運転が開始される。なお、実施形態１の温度差算出部３３、除霜運転強制開始部３４は備えないものとする。

このような構成によれば、実施形態１と同様に、オフサイクル除霜運転開始時の庫内温度ｔを除霜開始温度ｔ_１を揃えることができるから、オフサイクル除霜にかかる時間及びその間に上昇する温度幅を考慮した除霜開始温度ｔ_１を設定することで、オフサイクル除霜時間中に庫内温度ｔが上昇して貯蔵物に悪影響を及ぼす等の冷却不良を抑制することができる。また、事前冷却運転を時間単位ではなく、庫内温度ｔが除霜開始温度ｔ_１に達するまで冷却するものとすることで、冷却器温度ｔ_ｅをオフサイクル除霜運転前に一定量下がった状態に揃えることができる。即ち、冷却器２６の温度分布はばらつき易く、そのようなばらついた状態で除霜を開始すると、冷却器２６に部分的に霜が残ってしまう場合がある。このため、事前冷却運転により冷却器２６の温度分布を一定に揃えることで、除霜不良を抑制し、部分的な着霜により起こりうる冷却不良を未然に防止することができる。

＜関連技術２＞
続いて、関連技術２を図９を用いて説明する。この関連技術２は、実施形態２と同様に、オフサイクル除霜運転が所定の制限時間Ｔ_ｒ、継続運転された場合に、冷却器２６を除霜ヒータにより加熱する加熱除霜運転に切り替えるものである。なお、実施形態２の温度差算出部３３、除霜運転強制開始部３４は備えないものとする。

このような構成によれば、実施形態２と同様に、オフサイクル除霜運転にヒータ除霜運転を組み合わせることにより、冷却器２６への着霜量が特段多い場合であっても、除霜にかかる時間を抑えることができ、除霜中の庫内温度ｔ上昇による貯蔵庫１２内の貯蔵物への悪影響を及ぼす等の冷却不良を抑制できる。また、加熱除霜を行うことで、その周囲の室内機１４を含めて確実な除霜を行うことができるから、更に除霜不良を抑制可能である。

＜他の実施形態＞
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）上記した各実施形態では、冷却運転は圧縮機２１の運転・停止を繰り返すことで所望の設定温度ｔ_ｓ付近に維持するものとされていたが、これに限られず、例えば圧縮機の回転速度を可変させて設定温度付近に維持するものであってもよい。また、庫内温度と設定温度との比較に限らず、庫内温度の温度変化率と予め記憶された目標の温度変化率とを比較して、圧縮機の回転速度を増減制御するものであってもよい。

（２）上記した各実施形態では、冷却器サーミスタ１７は冷却器２６のフィン間に接触して冷却器２６の表面に取り付けられていたが、これに限られず、例えば冷却器出口側近傍の冷媒配管の温度を検知して、冷却器の温度とするものであってもよい。

（３）上記した各実施形態では、除霜運転は、所定の除霜周期時間Ｔ_ｄ毎に行われる場合を例示したが、これに限られず、例えば断熱扉が一定回数以上開閉された場合等冷却貯蔵庫の使用状況から霜の付着を判断して除霜開始信号が出力される構成であってもよい。

（４）上記した実施形態２において、実施形態１の変形例１と同様に、事前冷却運転の終了を庫内温度ｔにより制御するのではなく、所定の事前冷却運転時間により制御されていてもよい。また、実施形態１の変形例２と同様に、除霜運転の終了とは関係なく除霜周期時間をカウントする除霜周期タイマが別途設けられており、所定の除霜周期時間毎に除霜運転を指示する信号が除霜運転制御部へと出力される構成であってもよい。このように実施形態２を変更した場合にも、実施形態１の変形例１、又は同変形例２と同様の効果を発揮する。

（５）上記した実施形態２では、除霜運転全体を冷却器温度ｔ_ｅが除霜終了温度ｔ_２又はヒータ終了温度ｔ_３に達した場合に終了していたが、これに限られず、オフサイクル除霜運転及び加熱除霜運転のいずれか、又は両方の運転時間を所定の時間により制御するものであってもよい。制限時間Ｔ_ｒを待たずして加熱除霜運転に切り替えれば、オフサイクル除霜運転と比較して、庫内温度が上昇しやすいという欠点はあるものの、除霜時間を短くすることができ、庫内冷却と冷却器の除霜とのバランスを考慮しつつ、冷却不良及び除霜不良を抑制することは可能である。

（６）上記した実施形態２では、オフサイクル除霜運転開始から制限時間Ｔ_ｒ経過後、ヒータ切替タイマによりヒータ除霜運転に切り替わる構成とされていたが、これに限られず、例えばオフサイクル除霜運転から、切替スイッチ等により手動でヒータ除霜運転に切替可能なものであってもよい。

（７）上記した各実施形態では、冷却貯蔵庫としてプレハブ冷蔵庫を例示したが、本発明はプレハブ冷蔵庫に限定されず、業務用冷蔵庫、同冷凍庫、同冷凍冷蔵庫等、要は除霜運転機能を備えた冷却貯蔵庫全般に適用することができる。

１０…プレハブ冷蔵庫（冷却貯蔵庫）１１…冷蔵庫本体１２…貯蔵庫１３…室内機１４…室外機１６…庫内サーミスタ１７…冷却器サーミスタ２０…冷却装置２１…圧縮機２２…凝縮器２５…膨張弁２６…冷却器２７…冷媒配管２９…庫内ファン３０…運転制御部３１…冷却運転制御部３２…除霜運転制御部３３…温度差算出部３４…除霜運転強制開始部３５…冷却運転状態検知部４０…除霜周期タイマｔ…庫内温度ｔ_ｅ…冷却器温度ｔ_ｓ…設定温度ｔ_（ＯＮ）…ＯＮ温度ｔ_{（ＯＦＦ）}…ＯＦＦ温度ｔ_ｆｓ…強制開始基準値ｔ_１…除霜開始温度ｔ_２…除霜終了温度 Δｔ、Δｔ_ｐ…温度差Ｔ_ｄ…除霜周期時間

Claims

貯蔵物を収容する貯蔵庫と、
前記貯蔵庫内を冷却する冷却器を備えた冷却装置と、
前記冷却器との熱交換により冷却された庫内空気を前記貯蔵庫内に循環させる庫内ファンと、
前記貯蔵庫の庫内温度を検出する庫内サーミスタと、
前記冷却器の温度を検出する冷却器サーミスタと、
前記冷却装置と前記庫内ファンとを運転することにより前記庫内温度を予め設定された設定温度付近に維持する冷却運転を行う冷却運転制御部と、
除霜開始信号を受けると、前記貯蔵庫内を冷却する事前冷却運転、続いて前記冷却器の着霜を除去する除霜運転を行う除霜運転制御部と、を備え、
前記除霜運転制御部は、前記庫内温度と前記冷却器の温度との温度差を算出する温度差算出部と、前記除霜開始信号を受けた際又は前記事前冷却運転中に、前記温度差算出部によって算出された前記温度差と所定の基準値とを比較して前記温度差が前記基準値を上回ることを条件に前記除霜運転を強制的に開始する除霜運転強制開始部と、を備えることを特徴とする冷却貯蔵庫。
前記除霜運転制御部は、前記除霜開始信号を受けた際に前記冷却装置が冷却運転中と停止中のいずれかの状態にあるかを検知する冷却運転状態検知部を備え、
前記冷却運転状態検知部で検知された前記冷却装置の運転状態が、前記冷却運転中である場合には、前記冷却運転を継続し、前記停止中である場合には、新たに事前冷却運転を開始し、前記庫内温度が所定の除霜開始温度に達したところで前記継続した冷却運転及び前記事前冷却運転を終了することを特徴とする請求項１に記載の冷却貯蔵庫。