JP2016125766A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度センサを用いることなく、正確に着霜を検知する。
【解決手段】圧縮機２１、凝縮器２２、絞り手段２３及び蒸発器２４を冷媒配管で接続した冷凍サイクル２と、前記蒸発器２４により冷却された空気を冷却室１００Ｘに送風する送風ファン３と、前記蒸発器２４の風上に設けられ、前記蒸発器２４に流入する空気の風速を測定する風速センサ４と、前記送風ファン３の駆動電流値及び前記風速センサ４により得られる風速値をパラメータとして前記蒸発器２４の着霜を判断する着霜判断部５２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍サイクルを有する冷却装置に関するものである。

従来、冷凍サイクルを有する冷却装置（例えば冷蔵庫）では、例えば特許文献１に示すように、当該冷凍サイクルを構成する蒸発器に生じた着霜を、蒸発器又はその近傍に設けた各種センサによって検知することが考えられている。

特許文献１に示す冷却装置では、蒸発器の風上に第１温度センサ（蒸発器吸込み空気温度センサ）を設け、蒸発器の内部に第２温度センサ（無着霜検知用温度センサ）を設け、さらに蒸発器の風下に風速センサを設けることによって、それら各センサからの検出値を用いて着霜を検知している。

しかしながら、温度センサにより着霜を検知する構成では、当該温度センサの測定精度への依存度が大きく、比較的測定誤差の大きい温度センサを用いた場合には着霜を誤検知してしまう場合がある。また、温度センサの設置位置と蒸発器の着霜位置との位置関係によっては、正確に着霜を検知することができないだけでなく、着霜を検知するまでの時間が長くなってしまい、その間、蒸発器の冷凍能力が低下した状態での運転を余儀なくされてしまう。その他、着霜を検知するために少なくとも２つ以上温度センサを設けなくてはならず、製造コストを押し上げる要因となってしまう。

また、風速センサを蒸発器の風下に設ける構成では、蒸発器の構成によっては、蒸発器のフィン間に着霜が生じたとしても、着霜が生じていないフィン間から迂回した空気によって、前記風速センサの測定値が変化し難い場合がある。つまり、蒸発器の風下に風速センサを設ける構成では、着霜の有無を正確に検知することができないという問題がある。さらに、風速センサとしてセンシング回路部分が露出した構成の場合には、当該センシング回路部分に多湿の空気が当たるため、故障し易いという問題もある。

特開２００８−３０４１３７号公報

そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、温度センサを用いることなく、正確に着霜を検知することを主たる所期課題とするものである。

すなわち本発明に係る冷却装置は、圧縮機、凝縮器、絞り手段及び蒸発器を冷媒配管で接続した冷凍サイクルと、前記蒸発器により冷却された空気を冷却室に送風する送風ファンと、前記蒸発器の風上に設けられ、前記蒸発器に流入する空気の風速を測定する風速センサと、前記送風ファンの駆動電流値及び前記風速センサにより得られる風速値をパラメータとして前記蒸発器の着霜を判断する着霜判断部とを備えることを特徴とする。

このように構成した冷却装置によれば、風速センサを蒸発器の風上に設けるとともに、当該風速センサにより得られた風速値及び送風ファンの駆動電流値とをパラメータとして蒸発器の着霜を判断するので、温度センサを用いることなく、正確に着霜を検知することができる。

前記風速センサが、前記蒸発器の幅方向において、その中心位置から偏心した位置に設けられていることが望ましい。
これならば、風速センサの検出値及び送風ファンの駆動電流値の組み合わせによって、蒸発器の幅方向における着霜位置を特定することができる。

具体的な判断態様としては、前記蒸発器が非着霜状態における前記送風ファンの駆動電流値及び前記風速センサの風速値をそれぞれ基準電流値及び基準風速値として記憶する基準値格納部を備え、前記着霜判断部が、前記基準電流値に対する前記送風ファンの駆動電流値の増減と前記基準風速値に対する前記風速センサの風速値の増減との組み合わせにより前記蒸発器の着霜位置を判断することが考えられる。

このように構成した本発明によれば、風速センサを蒸発器の風下に設けるとともに、当該風速センサにより得られた風速値及び送風ファンの駆動電流値とをパラメータとして蒸発器の着霜を判断するので、温度センサを用いることなく、正確に着霜を検知することができる。

本実施形態の冷却装置の構成を模式的に示す図。 同実施形態の蒸発器、送風ファン及び風速センサの配置を冷蔵庫側面から視た模式図。 同実施形態の蒸発器、送風ファン及び風速センサの配置を冷蔵庫前面から視た模式図。 同実施形態の着霜位置判断パターンを示す模式図。

以下に本発明に係る冷却装置の一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態に係る冷却装置１００は、例えば冷蔵庫、冷凍庫又は冷凍冷蔵庫等の例えば食品を収容して冷却するものであり、１又は複数の冷却室を有するものである。なお、冷却室としては、冷蔵室、冷凍室、野菜室、ボトル室等である。

具体的にこの冷却装置は、図１及び図２に示すように、圧縮機２１、凝縮器２２、絞り手段２３及び１又は複数の蒸発器２４を冷媒配管で接続した冷凍サイクル２と、前記蒸発器２４により冷却された空気を冷却室１００Ｘに送風する送風ファン３と、前記蒸発器２４の風上に設けられ、前記蒸発器に流入する空気の風速を測定する風速センサ４と、冷凍サイクル２及び送風ファン３等を制御して冷却装置全体の冷却制御を行う制御装置５とを備えている。

ここで、前記蒸発器２４は、図２及び図３に示すように、冷却装置１００の冷却室１００Ｘを形成する筐体の背面側に設けられたダクト１００Ｙ内に設けられている。

また、送風ファン３は、図２及び図３に示すように、前記ダクト１００Ｙ内の冷気導入口１００ａ又はその内側近傍に設けられており、これによって蒸発器２４によって冷却された空気を冷却室１００Ｘに送風するように構成されている。つまり、送風ファン３は、蒸発器２４の風下（空気の流れの下流側）に設けられている。

さらに、図２及び図３に示すように、蒸発器２４の風上（空気の流れの上流側）に設けられた風速センサ４は、前記ダクト１００Ｙの冷気戻し口１００ｂ又はその近傍に設けられている。具体的に風速センサ４は、図２に示すように、前記蒸発器２４の幅方向において、その中心位置から偏心した位置（図３２では、右側に偏心した位置）に設けられている。

しかして本実施形態の制御装置５は、ＣＰＵ、メモリ、Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａコンバータ、入出力インターフェースを備えた所謂コンピュータであり、前記送風ファン３の駆動電流値及び前記風速センサ４により得られる風速値をパラメータとして前記蒸発器２４の着霜を判断する機能を有する。なお、前記駆動電流値は、送風ファン３の駆動モータの制御基板上に設けられ、当該駆動モータの駆動電流を検知する駆動電流検知回路により得られる電流値である。この制御基板は、制御装置５とは別に設けられたものであっても良いし、制御装置５内に設けられたものであっても良い。

具体的に制御装置５は、図１に示すように、着霜の有無及び着霜の位置を特定するための基準値を格納する基準値格納部５１と、送風ファン３の駆動電流値及び風速センサ４の風速値をパラメータとし、前記基準値との関係で着霜を判断する着霜判断部５２と、を備えている。

基準値格納部５１は、蒸発器２４が非着霜状態における前記送風ファン３の駆動電流値を基準電流値とし、蒸発器２４が非着霜状態における前記風速センサ４の風速値を基準風速値として格納している。ここで、非着霜状態における基準電流値及び基準風速値は、冷却装置１００の電源投入時又は除霜運転終了後の着霜が無い状態で得られた値である。なお、基準値格納部５１は、各除霜運転終了後において更新された基準値を格納するものであっても良いし、電源投入時又は所定の除霜運転終了後に得られた値を更新することなくその後の除霜運転に関わらず、同一の基準値を格納するものであっても良い。

着霜判断部５２は、冷却運転中に得られる前記送風ファン３の駆動電流値（以下、運転電流値という。）の増減と、冷却運転中に得られる前記風速センサ４の風速値（以下、運転風速値という。）の増減との組み合わせにより前記蒸発器２４の着霜位置を判断する。

具体的に着霜判断部５２は、前記基準電流値に対する運転電流値の増減と、前記基準風速値に対する運転風速値の増減との組み合わせにより蒸発器２４の着霜位置を判断する。

より詳細な判断基準パターンを図４を参照して説明する。
図４の状態（１）に示すように、運転電流値が、基準電流値と同一又はそれらの差が所定範囲内であり、運転風速値が、基準風速値と同一又はそれらの差が所定の範囲内の場合には、「着霜なし」と判断する。
図４の状態（２）に示すように、運転電流値が変化せず、基準電流値と同一又はそれらの差が所定範囲内であり、運転風速値が低下して、基準風速値との差が所定の範囲外の場合には、「風速センサ側に着霜あり」と判断する。
図４の状態（３）に示すように、運転電流値が変化せず、基準電流値と同一又はそれらの差が所定範囲内であり、運転風速値が上昇して、基準風速値との差が所定の範囲外の場合には、「風速センサとは反対側に着霜あり」と判断する。
図４の状態（４）に示すように、運転電流値が増加して、基準電流値と同一又はそれらの差が所定範囲外であり、運転風速値が上昇して、基準風速値との差が所定の範囲外の場合には、「幅方向全体に着霜あり」と判断する。

そして、着霜判断部５２によって蒸発器２４の着霜が検知されると、制御装置５の除霜運転制御部（不図示）は、除霜運転を実行する。例えば、除霜運転制御部は、冷凍サイクル２に設けられた図示しない四方弁を切り替えて、前記蒸発器２４にホットガスが所定時間流れるようにする。この除霜運転が収容した後、四方弁が戻されて、冷却装置１００は、通常の冷却運転に戻される。

このように構成した冷却装置１００によれば、風速センサ４を蒸発器２４の風上に設けるとともに、当該風速センサ４により得られた風速値及び送風ファン３の駆動電流値とをパラメータとして蒸発器２４の着霜を判断するので、温度センサを用いることなく、正確に着霜を検知することができる。また、風速センサ４を蒸発器２４の風上に設けることで、蒸発器２４を通過した直後の冷気が当たらないため、風速センサ４の故障を防ぐことができる。

さらに、本実施形態では、風速センサ４が、前記蒸発器２４の幅方向において、その中心位置から偏心した位置に設けられているので、風速センサ４の検出値及び送風ファン３の駆動電流値の組み合わせによって、蒸発器２４の幅方向における着霜位置を特定することができる。

このように着霜を正確に判断することができるので、除霜運転を必要な時に実施することができ、消費電力低減効果を得ることができる。また、不必要な除霜運転を行わないので、庫内の温度変動を抑制することができ、食品鮮度の保持などといった冷却性能を向上させることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、風速センサの位置は、前記実施形態に限られず、前記蒸発器の幅方向において、その中心位置から偏心した位置であれば何れの位置であっても良い。

また、風速センサの数は、１つに限られず、２つ以上であっても良い。この場合、２つ以上の風速センサは、蒸発器の幅方向に間隔をおいて配置する。これにより、除霜位置の特定をより精度良く行うことができる。

さらに、前記実施形態の除霜検知により、制御装置が、冷却装置の扉の半ドア状態を検知することもできる。つまり、ドア開閉検知手段が扉の半ドア状態を検知できない場合等において、制御装置は、送風ファンの駆動電流値又は風速センサの風速値の時間変化によって半ドア状態を検知することができる。ここで、半ドア状態を検知するための時間変化は、例えば、所定時間内に前記駆動電流値が所定値以上増加した場合、所定時間内に前記風速センサの風速値が所定値以上減少した場合、前記駆動電流値又は前記風速値の傾きが所定値以上の場合である。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

１００・・・冷却装置
１００Ｘ・・・冷却室
２・・・冷凍サイクル
２１・・・圧縮機
２２・・・凝縮器
２３・・・絞り手段
２４・・・蒸発器
３・・・送風ファン
４・・・風速センサ
５・・・制御装置
５１・・・基準値格納部
５２・・・着霜判断部

Claims (3)

1. 圧縮機、凝縮器、絞り手段及び蒸発器を冷媒配管で接続した冷凍サイクルと、
   前記蒸発器により冷却された空気を冷却室に送風する送風ファンと、
   前記蒸発器の風上に設けられ、前記蒸発器に流入する空気の風速を測定する風速センサと、
   前記送風ファンの駆動電流値及び前記風速センサにより得られる風速値をパラメータとして前記蒸発器の着霜を判断する着霜判断部とを備える冷却装置。
2. 前記風速センサが、前記蒸発器の幅方向において、その中心位置から偏心した位置に設けられている請求項１記載の冷却装置。
3. 前記蒸発器が非着霜状態における前記送風ファンの駆動電流値及び前記風速センサの風速値をそれぞれ基準電流値及び基準風速値として格納する基準値格納部を備え、
   前記着霜判断部が、前記基準電流値に対する前記送風ファンの駆動電流値の増減と前記基準風速値に対する前記風速センサの風速値の増減との組み合わせにより前記蒸発器の着霜位置を判断する請求項１又は２記載の冷却装置。