JP2019191841A - Temperature controller for warm/cold storage - Google Patents

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Abstract

To provide a temperature controller for a warm/cold storage capable of precisely managing temperature while suppressing temperature change.SOLUTION: A temperature controller for a warm/cold storage 1 having a housing S in which a chamber for storing articles is formed, a first freezing circuit 31 which cools the inside of the chamber and an electric heater 20 which heats the inside of the chamber, comprises: a chamber temperature sensor 51 for detecting internal temperature of the chamber; an operation device 30 for setting a target reaching temperature inside the chamber and a target time to reach the target reaching temperature; and a control unit 50 for executing chamber precision temperature control to control the first freezing circuit 31 and the electric heater 20, so as to reach the target reaching temperature at the time of reaching the target time by, on the basis of the internal temperature of the chamber and the target time, calculating a set temperature gradient of the internal temperature of the chamber to change the internal temperature of the chamber by a constant set temperature gradient.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、物品を貯蔵する温冷庫の温度制御技術に関する。   The present invention relates to a temperature control technique for a hot and cold storage for storing articles.

庫内を任意の温度に保持する温冷庫は、電気ヒータ等の加熱装置と冷却装置の蒸発器とが庫内に配置されており、庫内を加熱及び冷却可能となっている。このような温冷庫においては、庫内の温度を検出して、設定した温度になるように加熱装置及び冷却装置の運転を制御して、庫内を設定温度にまで変化させる勾配運転や、庫内を設定温度に維持させる平衡運転を行う。   In the hot / cold storage that holds the interior at an arbitrary temperature, a heating device such as an electric heater and an evaporator of the cooling device are arranged in the storage, and the interior can be heated and cooled. In such a hot and cold storage, the temperature in the storage is detected, the operation of the heating device and the cooling device is controlled so as to become the set temperature, and the gradient operation for changing the interior to the set temperature or the storage Equilibrium operation is performed to maintain the inside at the set temperature.

例えば特許文献1では、冷却装置の膨張機構に開度可変膨張機構を備え、冷却装置を連続的に運転しつつ、膨張機構の開度及び加熱装置の出力を制御して、勾配運転及び平衡運転を行う。   For example, in Patent Document 1, the expansion mechanism of the cooling device includes a variable opening expansion mechanism, and the cooling device is operated continuously, while controlling the opening of the expansion mechanism and the output of the heating device to perform gradient operation and equilibrium operation. I do.

また、特許文献2では、冷却装置をON-OFF制御して、勾配運転時の設定された温度勾配からの逸脱を抑えるようにしている。   In Patent Document 2, the cooling device is ON / OFF controlled so as to suppress deviation from the set temperature gradient during the gradient operation.

特開平2−229556号公報JP-A-2-229556 特開平3-218803号公報JP-A-3-218803

しかしながら、例えば恒温槽や研究用として使用する温冷庫のように、わずかな温度範囲に平衡運転させるとともに、勾配運転においても設定された温度勾配からの逸脱を更に抑える精密な温度管理が要求されている。   However, precise temperature management is required to maintain equilibrium operation in a slight temperature range, such as a thermostatic chamber or a research / reservoir used for research, and to further suppress deviation from the set temperature gradient even in gradient operation. Yes.

このように精密な温度管理を必要とする温冷庫に対しては、上記特許文献1及び特許文献2の温度制御方式では、平衡運転において狭い範囲で温度を正確に維持することや、勾配運転において設定された温度勾配からの逸脱を抑えかつ滑らかに温度変化させることは困難である。   In such a temperature-controlled refrigerator that requires precise temperature management, the temperature control methods of Patent Document 1 and Patent Document 2 described above can maintain temperature accurately in a narrow range in equilibrium operation, or in gradient operation. It is difficult to suppress a deviation from the set temperature gradient and smoothly change the temperature.

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであって、設定された温度勾配からの逸脱を抑えた精密な温度管理が可能な温冷庫の温度制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a temperature control device for a heating / cooling chamber capable of precise temperature management while suppressing deviation from a set temperature gradient. And

上記課題を解決するために、本発明の温冷庫の温度制御装置は、物品を貯蔵するための庫室が内部に形成された筐体と、前記庫室の内部を冷却する冷却装置と、前記庫室の内部を加温する加温装置と、を有する温冷庫の温度制御装置であって、前記庫室の内部温度を検出する庫内温度検出器と、前記庫室の内部の目標温度を設定する目標温度設定部と、
前記目標温度に達するまでの目標時間を設定する目標時間設定部と、前記庫室の内部温度と前記目標温度と前記目標時間とに基づいて、前記庫室の内部温度の設定温度勾配を演算し、前記庫室の内部温度を一定の前記設定温度勾配で温度変化させて、前記目標時間の到達時に前記目標温度に達するように前記冷却装置及び前記加温装置を制御する庫内精密温度制御を実行する制御部と、を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, a temperature control device for a hot and cold storage according to the present invention includes a housing in which a storage room for storing articles is formed, a cooling device for cooling the interior of the storage room, A heating / cooling chamber temperature control device having a heating device for heating the interior of the storage room, the internal temperature detector for detecting the internal temperature of the storage room, and a target temperature inside the storage room A target temperature setting section to be set;
Based on the target time setting unit for setting the target time until the target temperature is reached, the internal temperature of the storage room, the target temperature, and the target time, a set temperature gradient of the internal temperature of the storage room is calculated. The internal precision temperature control for controlling the cooling device and the heating device so as to reach the target temperature when the target time is reached by changing the internal temperature of the storage room at a constant set temperature gradient. And a control unit to be executed.

好ましくは、前記制御部は、前記庫室の外部から内部への単位時間当たりの侵入熱量を演算する侵入熱量演算部と、前記庫内精密温度制御を実行する間の、前記庫室の外部から内部への単位時間当たりの最大侵入熱量を演算する最大侵入熱量演算部と、を有し、前記庫内精密温度制御において、前記最大侵入熱量と前記侵入熱量との差を、前記加温装置による加温により補う。   Preferably, the control unit includes an intrusion heat amount calculation unit that calculates an intrusion heat amount per unit time from the outside to the inside of the storage room, and from the outside of the storage room during execution of the precise temperature control in the storage room. A maximum intrusion heat amount calculation unit for calculating the maximum intrusion heat amount per unit time into the interior, and in the internal precise temperature control, the difference between the maximum intrusion heat amount and the intrusion heat amount is determined by the heating device. Supplement with warming.

好ましくは、前記制御部は、前記庫内精密温度制御において、前記庫室の内部を単位時間当たり所定の冷却熱量で一定に冷却するよう前記冷却装置を制御するとともに、前記侵入熱量と前記冷却熱量と前記加温装置により加温する単位時間当たりの加温熱量との和が、前記設定温度変化量で前記庫室の内部を温度変化させるのに必要な熱量となるように、前記加温装置を制御する。   Preferably, the control unit controls the cooling device so as to cool the interior of the storage room with a predetermined amount of cooling heat per unit time in the internal precision temperature control, and the intrusion heat amount and the cooling heat amount. And the warming amount per unit time heated by the warming device is the amount of heat necessary to change the temperature of the interior of the warehouse with the set temperature change amount. To control.

好ましくは、前記庫室の外部温度を検出する外気温度検出器を備え、前記侵入熱量演算部は、前記庫室の内部温度と外部温度との差に前記筐体の表面積と所定の係数を積算して前記侵入熱量を演算する。   Preferably, an outside air temperature detector that detects an external temperature of the storage room is provided, and the intrusion heat amount calculation unit adds a surface area of the housing and a predetermined coefficient to a difference between the internal temperature and the external temperature of the storage room. Then, the intrusion heat amount is calculated.

好ましくは、前記冷却装置は、冷凍サイクルにおける蒸発器へ流入する冷媒の蒸発温度を制御する蒸発温度制御、または前記蒸発器から流出する冷媒の過熱度を制御する過熱度制御が行われるとともに、前記制御部は、前記庫室の内部温度の実際の温度勾配と、前記設定温度勾配との差に基づいて、前記目標温度を補正する追値制御を実行する。   Preferably, the cooling device performs evaporation temperature control for controlling the evaporation temperature of the refrigerant flowing into the evaporator in the refrigeration cycle, or superheat degree control for controlling the superheat degree of the refrigerant flowing out of the evaporator, The control unit executes additional value control for correcting the target temperature based on a difference between an actual temperature gradient of the internal temperature of the warehouse and the set temperature gradient.

好ましくは、前記加温装置は、前記庫室の内部に配置された電気ヒータ、及び前記筐体に前記庫室の周囲を覆うように配置された配管に熱媒体を循環させて前記庫室を加温するブライン設備の、少なくともいずれか一方である。   Preferably, the heating device circulates a heat medium through an electric heater disposed inside the warehouse and a pipe disposed in the casing so as to cover the circumference of the warehouse. At least one of the brine facilities to be heated.

好ましくは、前記制御部は、前記庫室の内部温度を前記目標温度まで低下させる際に、前記設定温度勾配よりも大きい温度勾配で前記内部温度を中間目標温度まで低下させる急速冷却モードと、前記内部温度を前記中間目標温度に所定時間維持する平衡冷却モードと、前記内部温度を前記中間目標温度から前記目標温度まで低下させる緩速冷却モードと、を順番に実行し、少なくとも前記緩速冷却モードにおいて、前記庫内精密温度制御を実行する。   Preferably, the controller is configured to reduce the internal temperature to an intermediate target temperature with a temperature gradient larger than the set temperature gradient when reducing the internal temperature of the warehouse to the target temperature, and An equilibrium cooling mode for maintaining an internal temperature at the intermediate target temperature for a predetermined time and a slow cooling mode for decreasing the internal temperature from the intermediate target temperature to the target temperature are sequentially executed, and at least the slow cooling mode In the above, the internal precision temperature control is executed.

本発明によれば、冷却装置及び加温装置を制御して、庫室の内部温度を目標温度まで目標時間かけて一定の温度勾配で変化させるので、庫室の内部に貯蔵する物品の温度が設定された温度勾配から逸脱することを抑え、物品の状態維持を図ることができる。   According to the present invention, the cooling device and the heating device are controlled to change the internal temperature of the storage room to the target temperature with a constant temperature gradient over the target time, so that the temperature of the article stored inside the storage room is Deviation from the set temperature gradient can be suppressed, and the state of the article can be maintained.

また、冷却装置及び加温装置の両方を作動させることで、庫室の内部を少ない温度変化量で一定に温度変化させることが可能となる。   In addition, by operating both the cooling device and the heating device, it is possible to change the temperature of the interior of the storage room constantly with a small amount of temperature change.

本発明の一実施形態の温度制御装置を採用する温冷庫の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the hot and cold storage which employ | adopts the temperature control apparatus of one Embodiment of this invention. 本実施形態の温冷庫における冷凍回路及び制御系の構成図である。It is a block diagram of the freezing circuit and control system in the hot / cold storage of this embodiment. 温冷庫の温度制御要領の一部を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a part of temperature control point of a temperature cold storage. 温冷庫の温度制御要領の残部を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the remaining part of the temperature control point of a temperature cold storage.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本実施形態の温度制御装置を採用する温冷庫1は、例えば精密な温度管理が必要な恒温槽や医薬品の保管庫として使用される。   The hot and cold storage 1 that employs the temperature control device of the present embodiment is used as, for example, a thermostatic chamber or a medicine storage that requires precise temperature management.

図1は、本発明の温冷庫の概略斜視図である。   FIG. 1 is a schematic perspective view of the hot and cold storage of the present invention.

温冷庫1は、下部に配置された貯蔵部Sと、上部に配置された機械部Mとから構成されている。   The hot / cold storage 1 is comprised from the storage part S arrange | positioned at the lower part, and the machine part M arrange | positioned at the upper part.

貯蔵部Sは、前面開口を有する直方体状の筐体である外箱10(筐体)と、外箱10の前面開口を閉鎖するための外扉11とを備えており、外箱10及び外扉11は、いずれも、内部に断熱材が充填された構造を有している。   The storage unit S includes an outer box 10 (housing) that is a rectangular parallelepiped housing having a front opening, and an outer door 11 for closing the front opening of the outer box 10. Each of the doors 11 has a structure filled with a heat insulating material.

外扉11は、外箱10の向かって左側または右側の側壁の前面に取り付けられたヒンジ(図示省略)を中心として回動することにより、外箱10の前面開口を開閉する。   The outer door 11 opens and closes the front opening of the outer box 10 by rotating around a hinge (not shown) attached to the front surface of the left or right side wall toward the outer box 10.

外箱10の内部には、物品を貯蔵する内箱12(庫室)が備えられている。内箱12と外箱10との間には、庫内(貯蔵部S内)の空気を循環させるダクト13が備えられている。ダクト13は内箱の後方及び上方に設けられ、内箱12の上方のダクト13には庫内を加温する加温装置としての電気ヒータ20、庫内を冷却する冷却装置として後述する第1の冷凍回路31及び第2の冷凍回路32の庫内蒸発器21(蒸発器)、ファン22が備えられている。ダクト13は、内箱12の後部下端部の開口部23と上部の前端部の開口部24とを連通している。内箱12の上方のダクト13には、後方から前方に向かって庫内蒸発器21、ファン22、電気ヒータ20の順番に配置されている。ファン22の作動により、ダクト13内の空気が庫内蒸発器21及び電気ヒータ20を通過して、外扉11の内壁面に反射し開口部24から内箱12内に流入する。そして、内箱12内の空気は、開口部23からダクト13内に吸い込まれ庫内蒸発器21に戻り、貯蔵部S内を循環する。   Inside the outer box 10 is provided an inner box 12 (storage room) for storing articles. Between the inner box 12 and the outer box 10, a duct 13 for circulating the air in the warehouse (in the storage unit S) is provided. The duct 13 is provided behind and above the inner box. The duct 13 above the inner box 12 has an electric heater 20 as a heating device for heating the inside of the cabinet, and a first cooling device which will be described later as a cooling device for cooling the inside of the cabinet. The internal evaporator 21 (evaporator) of the refrigeration circuit 31 and the second refrigeration circuit 32 and the fan 22 are provided. The duct 13 communicates the opening 23 at the lower end of the rear part of the inner box 12 and the opening 24 at the upper front end. In the duct 13 above the inner box 12, an internal evaporator 21, a fan 22, and an electric heater 20 are arranged in this order from the rear to the front. By the operation of the fan 22, the air in the duct 13 passes through the internal evaporator 21 and the electric heater 20, is reflected on the inner wall surface of the outer door 11, and flows into the inner box 12 from the opening 24. Then, the air in the inner box 12 is sucked into the duct 13 through the opening 23 and returns to the internal evaporator 21 to circulate in the storage unit S.

また、機械部Mの前面には、庫内の目標到達温度(目標温度)、目標到達温度に達するまでに要する時間である所要(到達)時間(目標時間)等を設定するための操作装置30(目標温度設定部、目標時間設定部)が備えられている。なお、操作装置30は、目標到達温度と所要(到達)時間を複数組設定可能であり、この複数組の目標到達温度と所要(到達)時間に基づいて、順番に続けて庫内の温度制御が可能である。   Further, on the front surface of the machine part M, an operating device 30 for setting a target attainment temperature (target temperature) in the cabinet, a required (arrival) time (target time) that is a time required to reach the target attainment temperature, and the like. (Target temperature setting unit, target time setting unit). The controller device 30 can set a plurality of sets of target arrival temperatures and required (arrival) times. Based on the plurality of sets of target arrival temperatures and required (arrival) times, temperature control in the cabinet is sequentially performed. Is possible.

図2は、温冷庫1における冷凍回路及び制御系の構成図である。   FIG. 2 is a configuration diagram of a refrigeration circuit and a control system in the hot / cold storage 1.

本実施形態の温冷庫1は、庫内を冷却する冷却装置として、第1の冷凍回路31及び第2の冷凍回路32を備えている。   The hot / cold storage 1 of this embodiment is provided with the 1st freezing circuit 31 and the 2nd freezing circuit 32 as a cooling device which cools the inside of a store | warehouse | chamber.

第1の冷凍回路31は冷媒の循環路33を有する冷凍サイクルであり、第2の冷凍回路32は冷媒の循環路34を有する冷凍サイクルである。循環路33及び循環路34は、互いに独立して構成されている。冷媒は、例えば、第1の冷凍回路31及び第2の冷凍回路32のいずれもHFC-134aを使用している。   The first refrigeration circuit 31 is a refrigeration cycle having a refrigerant circulation path 33, and the second refrigeration circuit 32 is a refrigeration cycle having a refrigerant circulation path 34. The circulation path 33 and the circulation path 34 are configured independently of each other. As the refrigerant, for example, both the first refrigeration circuit 31 and the second refrigeration circuit 32 use HFC-134a.

第1の冷凍回路31の循環路33には、冷媒の流通方向で順番に、圧縮機35、凝縮器36、電子膨張弁37、庫内蒸発器21、庫外蒸発器38を備えている。   The circulation path 33 of the first refrigeration circuit 31 includes a compressor 35, a condenser 36, an electronic expansion valve 37, an internal evaporator 21, and an external evaporator 38 in order in the refrigerant flow direction.

一方、第2の冷凍回路32の循環路34には、冷媒の流通方向で順番に、圧縮機40、凝縮器41、電子膨張弁42、庫内蒸発器21を備えている。   On the other hand, the circulation path 34 of the second refrigeration circuit 32 includes a compressor 40, a condenser 41, an electronic expansion valve 42, and an internal evaporator 21 in order in the refrigerant flow direction.

各冷凍回路31、32における圧縮機35、40、凝縮器36、41、電子膨張弁37、42、庫内蒸発器21の夫々については公知の構成であるので、詳細な構造、機能についての記述は省略する。   Since each of the compressors 35 and 40, the condensers 36 and 41, the electronic expansion valves 37 and 42, and the internal evaporator 21 in each refrigeration circuit 31 and 32 is a known configuration, a detailed description of the structure and function is provided. Is omitted.

また、第1の冷凍回路31には、ホットガス除霜回路45が備えられている。ホットガス除霜回路45は、圧縮機35と凝縮器36との間の循環路33に配置された流路切換用の電磁弁46と、当該電磁弁46から分岐して電子膨張弁37と庫内蒸発器21との間の循環路33とを連通する連通路47と、により構成されている。   Further, the first refrigeration circuit 31 is provided with a hot gas defrosting circuit 45. The hot gas defrosting circuit 45 includes a flow path switching electromagnetic valve 46 disposed in the circulation path 33 between the compressor 35 and the condenser 36, a branch from the electromagnetic valve 46, and an electronic expansion valve 37 and a warehouse. The communication path 47 communicates with the circulation path 33 between the inner evaporator 21 and the inner evaporator 21.

通常時は圧縮機35から吐出した冷媒が全て凝縮器36に流入するように電磁弁46が切り替えられている。ホットガス除霜回路45は、例えばユーザが操作装置30の操作により電磁弁46を操作して、圧縮機35によって圧縮され高温となった冷媒を連通路47を介して庫内蒸発器21に導くことで、庫内蒸発器21を加熱して、庫内の霜を除去する。   In normal times, the solenoid valve 46 is switched so that all the refrigerant discharged from the compressor 35 flows into the condenser 36. In the hot gas defrosting circuit 45, for example, the user operates the electromagnetic valve 46 by operating the operation device 30, and guides the refrigerant that has been compressed by the compressor 35 and has reached a high temperature to the internal evaporator 21 through the communication path 47. Thus, the internal evaporator 21 is heated to remove frost in the internal storage.

圧縮機35、40、凝縮器36、41、電子膨張弁37、42及び庫外蒸発器38は、機械部Mに配置されている。庫内蒸発器21は、上述のように外箱10の内部、即ち貯蔵部Sに配置されている。   The compressors 35 and 40, the condensers 36 and 41, the electronic expansion valves 37 and 42, and the outside evaporator 38 are arranged in the machine part M. The internal evaporator 21 is arranged inside the outer box 10, that is, in the storage unit S as described above.

なお、庫内蒸発器21は、内部で冷媒の循環路33、34は互いに独立して配置されているが、フィン等のその他の部品を全てあるいは部分的に共通化して、第1の冷凍回路31と第2の冷凍回路32で一体的に構成している。   In the internal evaporator 21, the refrigerant circulation paths 33 and 34 are disposed independently of each other. However, all or part of other components such as fins are made common to the first refrigeration circuit. 31 and the 2nd freezing circuit 32 are comprised integrally.

庫外蒸発器38は、庫内蒸発器21より小さい容量のものが使用されている。庫外蒸発器38は、庫内蒸発器21を通過した冷媒を外気と熱交換し、庫内蒸発器21において蒸発しきれなかった冷媒を蒸発させる。これにより、圧縮機35に戻る冷媒の温度を安定的に高くし、圧縮機35の吸入温度を安定化させることができる。   The external evaporator 38 has a smaller capacity than the internal evaporator 21. The external evaporator 38 exchanges heat between the refrigerant that has passed through the internal evaporator 21 and the outside air, and evaporates the refrigerant that could not be evaporated in the internal evaporator 21. Thereby, the temperature of the refrigerant returning to the compressor 35 can be stably increased, and the suction temperature of the compressor 35 can be stabilized.

即ち、第1の冷凍回路31は、庫外蒸発器38を有しない第2の冷凍回路32と比較して、小さい冷却能力であっても安定して作動させることができる。   That is, the first refrigeration circuit 31 can be stably operated even with a small cooling capacity as compared with the second refrigeration circuit 32 that does not have the external evaporator 38.

温冷庫1の内箱12の内部には、庫内温度(庫室の内部温度)を検出する庫内温度センサ51(庫内温度検出器)を備えるとともに、機械部Mには外気温度(庫室の外部温度)を検出する外気温度センサ52(外気温度検出器)を備えている。   Inside the inner box 12 of the hot and cold storage 1 is provided with an internal temperature sensor 51 (internal temperature detector) for detecting the internal temperature (internal temperature of the internal chamber), and the machine part M has an outside air temperature (external temperature). An outside temperature sensor 52 (outside temperature detector) for detecting the outside temperature of the room is provided.

また、第1の冷凍回路31及び第2の冷凍回路32の夫々には、庫内蒸発器21の入口に冷媒の蒸発温度としての冷媒温度を検出する蒸発温度センサ53a、53bを備えるとともに、庫内蒸発器21の出口に冷媒の過熱度としての冷媒温度を検出する過熱度センサ54a、54bを備えている。   Each of the first refrigeration circuit 31 and the second refrigeration circuit 32 is provided with evaporation temperature sensors 53a and 53b that detect the refrigerant temperature as the refrigerant evaporation temperature at the inlet of the internal evaporator 21, and Superheat degree sensors 54a and 54b for detecting the refrigerant temperature as the degree of superheat of the refrigerant are provided at the outlet of the inner evaporator 21.

機械部Mには、温冷庫1の作動制御をするコントロールユニット50(制御部、侵入熱量演算部、最大進入熱量演算部)が備えられている。コントロールユニット50は、温冷庫1の総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置(ROM、RAM、不揮発性RAM等)、中央演算処理装置(CPU)、時計及びタイマ等を含んで構成されている。コントロールユニット50は、庫内温度センサ51、外気温度センサ52、蒸発温度センサ53a、53b、過熱度センサ54a、54bから検出した各種温度を入力するとともに、操作装置30から操作情報を入力して、各電子膨張弁37、42及び電気ヒータ20を作動制御する。   The machine unit M is provided with a control unit 50 (control unit, intrusion heat amount calculation unit, maximum ingress heat amount calculation unit) that controls the operation of the hot and cold storage 1. The control unit 50 is a control device for performing comprehensive control of the heating / cooling chamber 1, and includes an input / output device, a storage device (ROM, RAM, nonvolatile RAM, etc.), a central processing unit (CPU), a clock, and a timer. Etc. are configured. The control unit 50 inputs various temperatures detected from the inside temperature sensor 51, the outside air temperature sensor 52, the evaporation temperature sensors 53a and 53b, and the superheat degree sensors 54a and 54b, and also inputs operation information from the operation device 30. The electronic expansion valves 37 and 42 and the electric heater 20 are operated and controlled.

コントロールユニット50は、第1の冷凍回路31及び第2の冷凍回路32による庫内の冷却と電気ヒータ20による庫内の加熱を行い、更に第1の冷凍回路31、第2の冷凍回路32及び電気ヒータ20の少なくとも1つを追値制御して、精密な温度制御(庫内精密温度制御)を行う。   The control unit 50 performs cooling of the interior by the first refrigeration circuit 31 and the second refrigeration circuit 32 and heating of the interior by the electric heater 20, and further includes the first refrigeration circuit 31, the second refrigeration circuit 32, and At least one of the electric heaters 20 is subjected to additional value control to perform precise temperature control (in-house accurate temperature control).

庫内の冷却については、蒸発温度制御及び過熱度制御のいずれかまたは両方を採用する。   For cooling in the cabinet, either or both of evaporation temperature control and superheat degree control are employed.

蒸発温度制御は、蒸発温度センサ53a、53bにより検出した冷媒の蒸発温度が目標蒸発温度に近づくように、電子膨張弁37、42を制御する。また、過熱度制御は、過熱度センサ54a、54bにより検出した冷媒の過熱度が目標過熱度に近づくように、電子膨張弁37、42を制御する。なお、蒸発温度制御及び過熱度制御については、公知の技術であるので詳細な説明は省略する。   In the evaporation temperature control, the electronic expansion valves 37 and 42 are controlled such that the refrigerant evaporation temperature detected by the evaporation temperature sensors 53a and 53b approaches the target evaporation temperature. Moreover, superheat degree control controls the electronic expansion valves 37 and 42 so that the superheat degree of the refrigerant | coolant detected by the superheat degree sensors 54a and 54b approaches the target superheat degree. Since the evaporation temperature control and the superheat degree control are known techniques, detailed description thereof is omitted.

コントロールユニット50は、庫内を冷却制御する際に、勾配運転の一種である急速冷却モード、平衡運転の一種である平衡冷却モード、勾配運転の一種である緩速冷却モードの3つの冷却モードが可能である。   The control unit 50 has three cooling modes, namely, a rapid cooling mode, which is a kind of gradient operation, an equilibrium cooling mode, which is a kind of equilibrium operation, and a slow cooling mode, which is a kind of gradient operation, when performing cooling control of the inside of the refrigerator. Is possible.

急速冷却モードは、第1の冷凍回路31及び第2の冷凍回路32の両方を作動させて、中間目標到達温度(中間目標温度)(例えば4℃)に到達させる。なお、中間目標到達温度は目標到達温度より例えば数℃高い温度である。また、急速冷却モードにおいては、過熱度制御を採用することが望ましい。   In the rapid cooling mode, both the first refrigeration circuit 31 and the second refrigeration circuit 32 are operated to reach an intermediate target temperature (intermediate target temperature) (for example, 4 ° C.). The intermediate target temperature is, for example, several degrees higher than the target temperature. In the rapid cooling mode, it is desirable to employ superheat control.

平衡冷却モードは、第2の冷凍回路32の作動を停止して、第1の冷凍回路31のみ作動させる。ここで、蒸発温度を中間目標到達温度に平衡(維持)させるように所定時間稼働させる。なお、平衡冷却モードにおいては、蒸発温度制御を採用することが望ましい。   In the equilibrium cooling mode, the operation of the second refrigeration circuit 32 is stopped, and only the first refrigeration circuit 31 is operated. Here, the system is operated for a predetermined time so as to equilibrate (maintain) the evaporation temperature to the intermediate target temperature. In the equilibrium cooling mode, it is desirable to employ evaporation temperature control.

緩速冷却モードは、平衡冷却モードの後に、中間目標到達温度から目標到達温度(例えば―5℃)まで、緩やかに温度降下させる。なお、中間目標到達温度は目標到達温度より例えば数℃高い温度である。   In the slow cooling mode, after the equilibrium cooling mode, the temperature is gradually lowered from the intermediate target temperature to the target temperature (for example, −5 ° C.). The intermediate target temperature is, for example, several degrees higher than the target temperature.

なお、扉開閉や新たな冷却物の庫内への設置等により、庫内温度が大きく上昇した場合には、急速冷却モード→平衡冷却モード→緩速冷却モードの順番に実行され、目標到達温度に到達後は平衡冷却モードが実行される。   If the internal temperature rises greatly due to opening / closing of doors or installation of new cooling objects, the rapid cooling mode → equilibrium cooling mode → slow cooling mode are executed in this order, and the target temperature reached After reaching, the equilibrium cooling mode is executed.

庫内温度が目標到達温度よりわずかに上昇しているような場合(例えば1℃未満)の場合には、緩速冷却モードを実行する。   When the internal temperature is slightly higher than the target temperature (for example, less than 1 ° C.), the slow cooling mode is executed.

図3は、コントロールユニット50において実行される温冷庫1の温度制御要領の一部を示すフローチャートである。図4は、コントロールユニット50において実行される温冷庫1の温度制御要領の残部を示すフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart showing a part of the temperature control procedure of the heating / cooling chamber 1 executed in the control unit 50. FIG. 4 is a flowchart showing the remainder of the temperature control procedure of the hot / cold storage 1 executed in the control unit 50.

図3及び図4に示す本実施形態の温度制御(庫内精密温度制御)は、上記の各冷却モードにおいて実行される。   The temperature control (in-chamber precise temperature control) of the present embodiment shown in FIGS. 3 and 4 is executed in each of the above cooling modes.

始めに、ステップS10では、操作装置30において目標到達温度と所要時間を入力し設定する。そして、ステップS20に進む。   First, in step S10, the target temperature and the required time are input and set in the operating device 30. Then, the process proceeds to step S20.

ステップS20では、ステップS10で入力した目標到達温度及び所要時間と、庫内温度センサ51から検出した現在の庫内温度とに基づいて、温度勾配(設定温度勾配)を算出する。温度勾配は、庫内温度から目標到達温度まで一定に変化させる際の単位時間あたりの設定温度変化量であり、庫内温度と目標到達温度との温度差を所要時間で除算して求められる。そしてステップS30に進む。   In step S20, a temperature gradient (set temperature gradient) is calculated based on the target reached temperature and required time input in step S10 and the current internal temperature detected from the internal temperature sensor 51. The temperature gradient is a set temperature change amount per unit time when the temperature is constantly changed from the internal temperature to the target temperature, and is obtained by dividing the temperature difference between the internal temperature and the target temperature by the required time. Then, the process proceeds to step S30.

ステップS30では、推定最大侵入熱量Pmaxを算出する。推定最大侵入熱量Pmaxは、現在から庫内温度が目標到達温度に到達するまでの間に、即ち庫内精密温度制御を実行する間において、単位時間当たりに外部から庫内に侵入する熱量の最大値である。推定最大侵入熱量Pmaxは、外気温度と庫内温度との差が最も大きくなる時点での想定外気温度と想定庫内温度との差(例えば本制御の開始時での外気温度と庫内温度との差)ΔTmaxから次式(1)を用いて演算される。
Pmax=K×A×ΔTmax・・・(1)
In step S30, the estimated maximum intrusion heat amount Pmax is calculated. The estimated maximum intrusion heat amount Pmax is the maximum amount of heat that enters the interior from the outside per unit time until the interior temperature reaches the target temperature, that is, during the execution of the interior precise temperature control. Value. The estimated maximum intrusion heat Pmax is the difference between the assumed outside air temperature and the assumed inside temperature at the time when the difference between the outside air temperature and the inside temperature becomes the largest (for example, the outside air temperature and the inside temperature at the start of this control) Difference) ΔTmax is calculated using the following equation (1).
Pmax = K × A × ΔTmax (1)

なお、Kは温冷庫1の断熱度合いによって定まる固有の定数であり、Aは温冷庫1の表面積である。したがって、K×Aは、温冷庫1の固有の係数(所定の係数)であり、実験等によりあらかじめ測定した値を使用する。そして、ステップS40に進む。なお、コントロールユニット50における本ステップの制御は、本発明の最大侵入熱量演算部に該当する。   K is an inherent constant determined by the degree of heat insulation of the hot / cold storage 1, and A is the surface area of the hot / cold storage 1. Therefore, K × A is a specific coefficient (predetermined coefficient) of the hot / cold storage 1 and uses a value measured in advance by an experiment or the like. Then, the process proceeds to step S40. The control of this step in the control unit 50 corresponds to the maximum intrusion heat amount calculation unit of the present invention.

ステップS40では、外気温度センサ52により現在の外気温度を検出して入力する。そして、ステップS50に進む。   In step S40, the outside temperature sensor 52 detects and inputs the current outside temperature. Then, the process proceeds to step S50.

ステップS50では、庫内温度センサ51により現在の庫内温度を検出して入力する。そして、ステップS60に進む。   In step S50, the current internal temperature is detected and input by the internal temperature sensor 51. Then, the process proceeds to step S60.

ステップS60では、庫内の目標温度を設定し、設定の計時を開始する。目標温度は、後述する追値制御するために設定される追値制御用所定時間(例えば2分)後の目標温度であり、現在の庫内温度からステップS20で演算した温度勾配で追値制御用所定時間経過後の庫内温度を演算する。そして、ステップS70に進む。   In step S60, the target temperature in the cabinet is set, and the setting time is started. The target temperature is a target temperature after a predetermined time for additional value control (for example, 2 minutes) set for additional value control, which will be described later, and additional value control is performed using the temperature gradient calculated in step S20 from the current internal temperature. The internal temperature after the elapse of a predetermined time is calculated. Then, the process proceeds to step S70.

ステップS70では、ステップS40で入力した現在の外気温度とステップS50で入力した現在の庫内温度から、現在の推定侵入熱量P2を演算する。現在の推定侵入熱量P2は、現在の外気温度と現在の庫内温度との温度差であるΔTから次式(2)を用いて演算される。
P2=K×A×ΔT・・・(2)
そしてステップS80に進む。なお、コントロールユニット50における本ステップの制御は、本発明の侵入熱量演算部に該当する。
In step S70, the current estimated intrusion heat amount P2 is calculated from the current outside air temperature input in step S40 and the current internal temperature input in step S50. The current estimated intrusion heat amount P2 is calculated by using the following equation (2) from ΔT which is a temperature difference between the current outside air temperature and the current inside temperature.
P2 = K x A x ΔT (2)
Then, the process proceeds to step S80. The control of this step in the control unit 50 corresponds to the intrusion heat amount calculation unit of the present invention.

ステップS80では、不足熱量P1を算出する。不足熱量P1は、ステップS30で演算した推定最大侵入熱量Pmaxから、ステップS70で演算した現在の推定侵入熱量P2を減算して求める。即ち、Pmax=P1+P2の関係となるように、不足熱量P1を演算する。更に、この演算した不足熱量P1に、ステップS20で演算した温度勾配分の熱量を加算して、不足熱量P3を演算しておく。そして、ステップS90に進む。   In step S80, the insufficient heat quantity P1 is calculated. The insufficient heat quantity P1 is obtained by subtracting the current estimated intrusion heat quantity P2 calculated in step S70 from the estimated maximum intrusion heat quantity Pmax calculated in step S30. That is, the insufficient heat quantity P1 is calculated so as to satisfy the relationship of Pmax = P1 + P2. Further, the heat quantity P3 is calculated by adding the heat quantity corresponding to the temperature gradient calculated in step S20 to the calculated heat quantity P1. Then, the process proceeds to step S90.

ステップS90では、ステップS80で演算した温度勾配分を加算した不足熱量P3を出力するように電気ヒータ20のDuty比を演算する。詳しくは、電気ヒータ20の最大加熱能力に対して、不足熱量P3を出力するように、電気ヒータ20の通電電流のDuty比を演算する。そして、ステップS100に進む。   In step S90, the duty ratio of the electric heater 20 is calculated so as to output the insufficient heat amount P3 obtained by adding the temperature gradient calculated in step S80. Specifically, the duty ratio of the energization current of the electric heater 20 is calculated so as to output the insufficient heat amount P3 with respect to the maximum heating capacity of the electric heater 20. Then, the process proceeds to step S100.

ステップS100では、ステップS90で演算したDuty比を、後述するステップS150で演算した追値制御用の補正値を加算して補正する。そして、図4のステップS110に進む。   In step S100, the duty ratio calculated in step S90 is corrected by adding a correction value for additional value control calculated in step S150 described later. Then, the process proceeds to step S110 in FIG.

ステップS110では、ステップS100で補正したDuty比により電気ヒータ20を通電する。そして、ステップS120に進む。   In step S110, the electric heater 20 is energized with the duty ratio corrected in step S100. Then, the process proceeds to step S120.

ステップS120では、庫内温度センサ51より庫内温度を検出して、現在の庫内温度がステップS60で設定された目標温度に到達したか否かを判別する。目標温度に到達した場合には、ステップS130に進む。目標温度に到達していない場合には、ステップS40に戻る。   In step S120, the internal temperature is detected by the internal temperature sensor 51, and it is determined whether or not the current internal temperature has reached the target temperature set in step S60. If the target temperature has been reached, the process proceeds to step S130. If the target temperature has not been reached, the process returns to step S40.

ステップS130では、庫内温度センサ51より庫内温度を検出して、現在の庫内温度が操作部30において設定された目標到達温度に到達したか否かを判別する。目標到達温度に到達した場合には、本ルーチンを終了する。目標到達温度に到達していない場合には、ステップS140に進む。   In step S <b> 130, the internal temperature is detected by the internal temperature sensor 51, and it is determined whether or not the current internal temperature has reached the target reached temperature set in the operation unit 30. If the target temperature is reached, this routine is terminated. If the target temperature has not been reached, the process proceeds to step S140.

ステップS140では、ステップS60で計時開始してから追値制御用所定時間経過したか否かを判別する。なお、この追値制御用所定時間は、追値制御用に適宜設定される値である。追値制御は、庫内温度を目標温度に一致させるためのフィードバック制御(PID制御)であり、以下のステップS150における温度勾配の算出と、ステップS100のDuty比の補正によって実行される。この追値制御については、例えば4秒間において10回庫内温度を検出してその平均値と、前回の4秒間における平均値との差に基づいて行われる。追値制御用所定時間経過した場合には、ステップS150に進む。追値制御用所定時間経過していない場合には、ステップS40に戻る。   In step S140, it is determined whether or not a predetermined time for additional value control has elapsed since the start of timing in step S60. The predetermined time for additional value control is a value that is appropriately set for additional value control. The additional value control is feedback control (PID control) for matching the internal temperature with the target temperature, and is executed by calculating a temperature gradient in step S150 and correcting the duty ratio in step S100. This additional value control is performed, for example, based on the difference between the average value of the chamber internal temperature detected 10 times in 4 seconds and the average value in the previous 4 seconds. If a predetermined time for additional value control has elapsed, the process proceeds to step S150. If the predetermined time for additional value control has not elapsed, the process returns to step S40.

ステップS150では、追値制御用の補正温度(勾配分)を算出する。本ステップでは、ステップS60で設定した所定時間を経過しても、庫内が目標到達温度に到達していないので、電気ヒータ20のDuty比を適宜増加させる値に設定する。そして、ステップS40に戻る。   In Step S150, a correction temperature (gradient) for additional value control is calculated. In this step, even if the predetermined time set in step S60 has elapsed, the inside of the refrigerator has not reached the target temperature, so the duty ratio of the electric heater 20 is set to a value that is appropriately increased. Then, the process returns to step S40.

以上のように、第1の実施形態の温冷庫1では、第1の冷凍回路31が庫内蒸発器21と庫外蒸発器38を備えているため、冷凍能力が低い値であっても安定して作動させることができる。これにより、第1の冷凍回路31により冷却した際の温度変動を抑制することができる。   As described above, in the hot / cold storage 1 of the first embodiment, since the first refrigeration circuit 31 includes the internal evaporator 21 and the external evaporator 38, it is stable even if the refrigeration capacity is a low value. Can be activated. Thereby, the temperature fluctuation at the time of cooling with the 1st freezing circuit 31 can be controlled.

また、第1の冷凍回路31においては、庫内蒸発器21において冷媒の蒸発が十分でなくても、庫外蒸発器38において冷媒を蒸発させることができる。したがって、第1の冷凍回路31による庫内への冷凍能力を僅少にすることができる。これにより、第1の冷凍回路31によって冷却することで、例えば目標到達温度に到達後において庫内をわずかに冷却して、温度を狭い範囲で安定させる平衡冷却モードや、設定された温度勾配からの逸脱を抑えかつ滑らかに温度変化させる急速冷却モードや緩速冷却モードに適したものとなる。   Further, in the first refrigeration circuit 31, the refrigerant can be evaporated in the outside evaporator 38 even if the refrigerant is not sufficiently evaporated in the inside evaporator 21. Therefore, the refrigerating capacity into the store | warehouse | chamber by the 1st freezing circuit 31 can be made small. Thus, by cooling by the first refrigeration circuit 31, for example, after reaching the target temperature, the inside of the refrigerator is slightly cooled to stabilize the temperature in a narrow range, or from a set temperature gradient. It is suitable for the rapid cooling mode and the slow cooling mode in which the deviation of the temperature is suppressed and the temperature is smoothly changed.

また、第2の冷凍回路32は、庫外蒸発器38を有していないので、大きな冷却能力を必要とする場合、効率よく冷却することができる。したがって、庫内温度と設定温度との差が大きい場合には、第1の冷凍回路31よりも庫内を急速に冷却することができる。更に庫内温度と設定温度との差が大きい場合には、第1の冷凍回路31及び第2の冷凍回路32の両方によって、冷却能力を更に大きく確保することができる。   Moreover, since the 2nd freezing circuit 32 does not have the outside evaporator 38, when a big cooling capability is required, it can cool efficiently. Therefore, when the difference between the internal temperature and the set temperature is large, the internal temperature can be cooled more rapidly than the first refrigeration circuit 31. Furthermore, when the difference between the internal temperature and the set temperature is large, both the first refrigeration circuit 31 and the second refrigeration circuit 32 can secure a larger cooling capacity.

また、電気ヒータ20を備えているので、庫内を循環する空気を応答性よく所望の熱量で加熱することができる。これにより、庫内を外気温よりも加熱することができるとともに、冷却する際にも第1の冷凍回路31と同時に作動させることで、精密に庫内を温度管理することができる。   Moreover, since the electric heater 20 is provided, the air circulating in the interior can be heated with a desired amount of heat with high responsiveness. Thereby, while the inside of a store | warehouse | chamber can be heated rather than external temperature, the temperature inside the store | warehouse | chamber can be precisely managed by operating simultaneously with the 1st freezing circuit 31 also when cooling.

特に、本実施形態の温冷庫では、上記図3及び図4に示すように、操作装置30において、庫内の目標温度である目標到達温度と、目標到達温度に達するまでに要する所要時間を設定可能であり、これらの設定より単位時間当たりの温度変化量である温度勾配が演算される。   In particular, in the hot / cold storage according to the present embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the operation device 30 sets the target temperature that is the target temperature in the storage and the time required to reach the target temperature. The temperature gradient, which is the amount of temperature change per unit time, is calculated from these settings.

そして、現在の庫内温度から所要時間経過するまでの間において、庫内に侵入する推定最大侵入熱量Pmaxを演算し、この推定最大侵入熱量Pmax以上の冷却能力を発揮するように、第1の冷凍回路31を制御する。庫内温度と外気温度との差が最も大きいときに推定最大侵入熱量Pmaxが大きくなるので、例えば温度制御開始時での侵入熱量を演算して、推定最大侵入熱量Pmaxとする。   Then, the estimated maximum intrusion heat amount Pmax that enters the interior is calculated from the current inside temperature until the required time elapses, and the first capacity is exhibited so as to exhibit a cooling capacity that is equal to or greater than the estimated maximum intrusion heat amount Pmax. The refrigeration circuit 31 is controlled. Since the estimated maximum intrusion heat amount Pmax becomes large when the difference between the internal temperature and the outside air temperature is the largest, for example, the intrusion heat amount at the start of temperature control is calculated to obtain the estimated maximum intrusion heat amount Pmax.

庫内の加熱あるいは冷却により、庫内温度が変化し、庫内への侵入熱量は変化するが、第1の冷凍回路31の冷却能力を一定に制御するとともに、逐次検出する現在の庫内温度と外気温度に基づいて演算する現在の庫内への侵入熱量と第1の冷凍回路31の冷却熱量と電気ヒータ20の熱量とを相殺し、かつ庫内温度が温度勾配分、変化するように電気ヒータ20の熱量を制御する。このように制御することで、冷却あるいは加温による庫内の温度変化に拘わらず、設定した一定の温度勾配で庫内温度を変化させることができる。したがって、庫内の保管物の温度が設定された温度勾配から逸脱することを抑制し、庫内の保管物への温度変化による影響を抑制することができる。   Although the internal temperature changes due to the internal heating or cooling, the amount of heat entering the internal storage changes, the current internal temperature that is sequentially detected while controlling the cooling capacity of the first refrigeration circuit 31 to be constant. The amount of heat entering the interior calculated based on the outside air temperature, the amount of cooling heat of the first refrigeration circuit 31 and the amount of heat of the electric heater 20 are offset, and the interior temperature changes by a temperature gradient. The amount of heat of the electric heater 20 is controlled. By controlling in this way, the internal temperature can be changed with a set constant temperature gradient regardless of the temperature change in the internal space due to cooling or heating. Therefore, it can suppress that the temperature of the stored item in a warehouse deviates from the set temperature gradient, and the influence by the temperature change to the stored item in a warehouse can be suppressed.

また、比較的温度変化の応答性の低い第1の冷凍回路31の出力を一定にして、温度変化の応答性のよい電気ヒータ20の出力を制御するので、庫内を冷却する場合でも応答性よく精密に温度制御することが可能となる。   In addition, since the output of the first refrigeration circuit 31 having a relatively low temperature change responsiveness is made constant and the output of the electric heater 20 having a good temperature change responsiveness is controlled, the responsiveness is maintained even when the interior is cooled. It becomes possible to control the temperature well and precisely.

また、本実施形態では、急速冷却モード、平衡冷却モード、緩速冷却モードの3つのモードが可能である。例えば現状の庫内温度が20℃であり、目標到達温度が−5℃である場合に、目標到達温度の手前に設定した4℃を中間目標到達温度として、始めに急速冷却モードで冷却する。そして、中間目標到達温度から目標到達温度まで、緩速冷却モードで運転させる。なお、4℃までは急速冷却モードで早く冷却しても、保管物への影響は比較的軽微であり、4℃から-5℃まで冷却する場合には0℃を超えて過冷却状態にするため、緩速冷却モードによる緩やかな温度変化が要求される。   Moreover, in this embodiment, three modes, rapid cooling mode, equilibrium cooling mode, and slow cooling mode, are possible. For example, when the current internal temperature is 20 ° C. and the target attainment temperature is −5 ° C., 4 ° C. set before the target attainment temperature is set as the intermediate target attainment temperature, and cooling is first performed in the rapid cooling mode. Then, the operation is performed in the slow cooling mode from the intermediate target temperature to the target temperature. In addition, even if it cools quickly to 4 ° C in the rapid cooling mode, the effect on the stored items is relatively minor, and when it is cooled from 4 ° C to -5 ° C, it will be overcooled above 0 ° C. Therefore, a gradual temperature change by the slow cooling mode is required.

第1の冷凍回路31及び第2の冷凍回路32で冷却する急速冷却モードと第1の冷凍回路31のみで冷却する緩速冷却モードとの切替え時には、蒸発器温度が中間目標到達温度とは異なる温度になっている場合がある。そこで、急速冷却モードと緩速冷却モードとの間に平衡冷却モードを設けることで、蒸発器温度を中間目標到達温度に一旦収束させ、緩速冷却モードへ移行する際の温度変化を抑制することができる。   At the time of switching between the rapid cooling mode in which cooling is performed by the first refrigeration circuit 31 and the second refrigeration circuit 32 and the slow cooling mode in which cooling is performed only by the first refrigeration circuit 31, the evaporator temperature is different from the intermediate target temperature. There may be a temperature. Therefore, by providing an equilibrium cooling mode between the rapid cooling mode and the slow cooling mode, the evaporator temperature is once converged to the intermediate target temperature, and the temperature change when shifting to the slow cooling mode is suppressed. Can do.

また、現在の庫内温度を計測する際には、例えば4秒間に10回計測し、その平均値と前回の平均値との差を用いて温度制御を行うので、ノイズ等による温度計測誤差を抑制して、精密な温度制御が可能となる。   Also, when measuring the current internal temperature, for example, it is measured 10 times in 4 seconds, and temperature control is performed using the difference between the average value and the previous average value. Suppressing and precise temperature control becomes possible.

なお、上記実施形態では、平衡冷却モードや緩速冷却モード(特に長時間で小温度差の場合)においては、必要とされる第1の冷凍回路31による冷却能力は侵入熱等を相殺する程度でほぼ一定になるが、この場合例えば圧縮機35の回転速度を低下させて、第1の冷凍回路31の冷却能力を更に低下させてもよい。これにより、消費電力の低減を図りながら庫内温度を維持したり、庫内を冷却する際の温度勾配を確保したりすることができる。   In the above embodiment, in the equilibrium cooling mode and the slow cooling mode (especially in the case of a small temperature difference for a long time), the required cooling capacity by the first refrigeration circuit 31 cancels out intrusion heat and the like. In this case, for example, the cooling speed of the first refrigeration circuit 31 may be further reduced by reducing the rotational speed of the compressor 35. As a result, it is possible to maintain the internal temperature while reducing power consumption, and to secure a temperature gradient when cooling the internal space.

なお、上記実施形態において、庫内温度を一定に保持する平衡冷却モードについては、温度勾配を0として制御すればよい。   In the above embodiment, the equilibrium cooling mode for keeping the internal temperature constant may be controlled with the temperature gradient set to zero.

また、上記実施形態では、電気ヒータ20により庫内を加温するが、電気ヒータ20の代わりに、内箱12と外箱10との間を内箱12を覆うように設けた配管にブライン等の熱媒体を循環させるブライン設備を備えて、庫内を加温するようにしてもよい。あるいは、電気ヒータ20とブライン設備の両方により庫内を加温するようにしてもよい。このようにブライン設備による加温装置を備えた場合には、ブライン設備による庫内への侵入熱量を加えて、庫内への侵入熱量が一定になるように制御する。これにより、庫内への侵入熱量をより精密に一定に制御することが可能となる。   Moreover, in the said embodiment, although the inside of a store | warehouse | chamber is warmed with the electric heater 20, instead of the electric heater 20, the piping etc. which provided between the inner box 12 and the outer box 10 so that the inner box 12 may be covered are brine etc. A brine facility for circulating the heat medium may be provided to heat the interior. Alternatively, the interior may be heated by both the electric heater 20 and the brine facility. When the heating device by the brine facility is provided as described above, the amount of heat entering the cabinet by the brine facility is added to control the amount of heat entering the cabinet to be constant. Thereby, it becomes possible to control the amount of heat entering the cabinet more precisely and constantly.

なお、上記実施形態の操作装置3において所要時間(目標時間)を設定する代わりに、目標時刻を設定するようにしてもよい。この場合、コントロールユニット50は現在時刻と目標時刻との差を演算して、所要時間(目標時間)を算出すればよい。   Note that the target time may be set instead of setting the required time (target time) in the controller device 3 of the above embodiment. In this case, the control unit 50 may calculate the required time (target time) by calculating the difference between the current time and the target time.

また、本発明の温冷庫は、上記実施形態のように恒温槽や医薬品の保管庫だけでなく、環境試験装置や食肉等の熟成など精密な温度管理を必要とする温冷庫に広く適用することができる。   In addition, the hot and cold storage of the present invention is widely applied not only to the thermostatic bath and the storage of medicines as in the above embodiment, but also to the hot and cold storage that requires precise temperature control such as aging of environmental test equipment and meat. Can do.

1 温冷庫
10 外箱(筐体)
20 電気ヒータ(加温装置)
21 庫内蒸発器(蒸発器)
30 操作装置(目標温度設定部、目標時間設定部)
31 第1の冷凍回路(冷却装置)
50 コントロールユニット(制御部、侵入熱量演算部、最大進入熱量演算部)
51 庫内温度センサ(庫内温度検出器)
52 外気温度センサ(外気温度検出器)
1 Hot and cold storage 10 Outer box (housing)
20 Electric heater (heating device)
21 Internal evaporator (evaporator)
30 operating devices (target temperature setting unit, target time setting unit)
31 First refrigeration circuit (cooling device)
50 control units (control unit, intrusion heat amount calculation unit, maximum ingress heat amount calculation unit)
51 Internal temperature sensor (Internal temperature detector)
52 Outside temperature sensor (outside temperature detector)

Claims (7)

物品を貯蔵するための庫室が内部に形成された筐体と、前記庫室の内部を冷却する冷却装置と、前記庫室の内部を加温する加温装置と、を有する温冷庫の温度制御装置であって、
前記庫室の内部温度を検出する庫内温度検出器と、
前記庫室の内部の目標温度を設定する目標温度設定部と、
前記目標温度に達するまでの目標時間を設定する目標時間設定部と、
前記庫室の内部温度と前記目標温度と前記目標時間とに基づいて、前記庫室の内部温度の設定温度勾配を演算し、前記庫室の内部温度を一定の前記設定温度勾配で温度変化させて、前記目標時間の到達時に前記目標温度に達するように前記冷却装置及び前記加温装置を制御する庫内精密温度制御を実行する制御部と、
を備えたことを特徴とする温冷庫の温度制御装置。
The temperature of the hot and cold refrigerator having a housing in which a warehouse for storing articles is formed, a cooling device for cooling the interior of the warehouse, and a heating device for heating the interior of the warehouse. A control device,
An internal temperature detector for detecting the internal temperature of the storage room;
A target temperature setting unit for setting a target temperature inside the storage room;
A target time setting unit for setting a target time until the target temperature is reached;
Based on the internal temperature of the storage room, the target temperature, and the target time, a set temperature gradient of the internal temperature of the storage room is calculated, and the internal temperature of the storage room is changed at a constant set temperature gradient. And a controller that performs precise internal temperature control for controlling the cooling device and the heating device to reach the target temperature when the target time is reached,
A temperature control device for a hot / cold storage, comprising:
前記制御部は、
前記庫室の外部から内部への単位時間当たりの侵入熱量を演算する侵入熱量演算部と、
前記庫内精密温度制御を実行する間の、前記庫室の外部から内部への単位時間当たりの最大侵入熱量を演算する最大侵入熱量演算部と、を有し、
前記庫内精密温度制御において、前記最大侵入熱量と前記侵入熱量との差を、前記加温装置による加温により補うことを特徴とする請求項1に記載の温冷庫の温度制御装置。
The controller is
An intrusion heat amount calculation unit for calculating an intrusion heat amount per unit time from the outside to the inside of the storage room;
A maximum intrusion heat amount calculation unit for calculating a maximum intrusion heat amount per unit time from the outside to the inside of the storage room during execution of the internal precision temperature control,
2. The temperature control device for a heating / cooling chamber according to claim 1, wherein, in the internal precision temperature control, a difference between the maximum amount of intrusion heat and the amount of intrusion heat is compensated by heating by the heating device.
前記制御部は、
前記庫内精密温度制御において、前記庫室の内部を単位時間当たり所定の冷却熱量で一定に冷却するよう前記冷却装置を制御するとともに、前記侵入熱量と前記冷却熱量と前記加温装置による単位時間当たりの加温熱量との和が、前記設定温度勾配で前記庫室の内部を温度変化させるのに必要な熱量となるように、前記加温装置を制御することを特徴とする請求項2に記載の温冷庫の温度制御装置。
The controller is
In the internal precision temperature control, the cooling device is controlled so as to cool the interior of the storage room with a predetermined cooling heat amount per unit time, and the intrusion heat amount, the cooling heat amount, and the heating device unit time. The heating device is controlled so that the sum of the amount and the amount of heating heat per unit is the amount of heat necessary to change the temperature of the interior of the warehouse with the set temperature gradient. The temperature control device of the hot and cold storage described.
前記庫室の外部温度を検出する外気温度検出器を備え、
前記侵入熱量演算部は、前記庫室の内部温度と外部温度との差に前記筐体の表面積と所定の係数を積算して前記侵入熱量を演算することを特徴とする請求項2または3に記載の温冷庫の温度制御装置。
An outside temperature detector for detecting the outside temperature of the storage room;
The intrusion heat amount calculation unit calculates the intrusion heat amount by adding the surface area of the housing and a predetermined coefficient to the difference between the internal temperature and the external temperature of the storage room. The temperature control device of the hot and cold storage described.
前記冷却装置は、冷凍サイクルにおける蒸発器へ流入する冷媒の蒸発温度を制御する蒸発温度制御、または前記蒸発器から流出する冷媒の過熱度を制御する過熱度制御が行われるとともに、
前記制御部は、前記庫室の内部温度の実際の温度勾配と、前記設定温度勾配との差に基づいて、前記目標温度を補正する追値制御を実行することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の温冷庫の温度制御装置。
The cooling device is subjected to evaporation temperature control for controlling the evaporation temperature of the refrigerant flowing into the evaporator in the refrigeration cycle, or superheat degree control for controlling the superheat degree of the refrigerant flowing out of the evaporator,
The said control part performs the additional value control which correct | amends the said target temperature based on the difference of the actual temperature gradient of the internal temperature of the said chamber, and the said setting temperature gradient. 5. The temperature control device for a heating / cooling chamber according to any one of 4 above.
前記加温装置は、前記庫室の内部に配置された電気ヒータ、及び前記庫室の周囲を覆うように前記筐体に配置された配管に熱媒体を循環させて前記庫室を加温するブライン設備の、少なくともいずれか一方であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の温冷庫の温度制御装置。   The heating device heats the warehouse by circulating a heat medium through an electric heater arranged inside the warehouse and a pipe arranged in the housing so as to cover the circumference of the warehouse. The temperature control device for a hot / cold storage according to any one of claims 1 to 5, wherein the temperature control device is at least one of the brine facilities. 前記制御部は、前記庫室の内部温度を前記目標温度まで低下させる際に、前記設定温度勾配よりも大きい温度勾配で前記内部温度を中間目標温度まで低下させる急速冷却モードと、前記内部温度を前記中間目標温度に所定時間維持する平衡冷却モードと、前記内部温度を前記中間目標温度から前記目標温度まで低下させる緩速冷却モードと、を順番に実行し、
少なくとも前記緩速冷却モードにおいて、前記庫内精密温度制御を実行することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の温冷庫の温度制御装置。
The controller is configured to reduce the internal temperature to an intermediate target temperature with a temperature gradient larger than the set temperature gradient when reducing the internal temperature of the storage room to the target temperature, and the internal temperature. An equilibrium cooling mode for maintaining the intermediate target temperature for a predetermined time and a slow cooling mode for decreasing the internal temperature from the intermediate target temperature to the target temperature are sequentially executed.
The temperature control device for a hot / cold storage according to any one of claims 1 to 6, wherein the internal precise temperature control is executed at least in the slow cooling mode.
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