JP2567710B2

JP2567710B2 - 冷却装置の運転制御装置

Info

Publication number: JP2567710B2
Application number: JP1292809A
Authority: JP
Inventors: 弘行栗原; 健青木; 章市野塚
Original assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Priority date: 1989-11-10
Filing date: 1989-11-10
Publication date: 1996-12-25
Anticipated expiration: 2011-12-25
Also published as: JPH03156253A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］産業上の利用分野本発明は、冷却装置の運転制御方法に関する。

従来の技術冷却装置として、圧縮機・凝縮器・蒸発器及び流路切
替弁を有した冷却ユニットと、該冷却ユニットを冷媒回
収運転・冷却運転及びホットガス除霜運転の順で順次繰
り返し制御するコントローラとを備えたものが、特開昭
63-65273号公報に開示されている。

この公報における冷却装置の制御回路にあっては、通
常、冷却装置と電源との間に、冷却装置への給電及び非
給電を任意に操作するための電源スイッチが接続されて
いる。そして電源スイッチの投入に伴い、冷却ユニット
はコントローラからの指令により、まず冷媒回収運転か
ら運転を開始するように構成されている。

発明が解決しようとする課題前記技術にあっては、冷却ユニットは、（Ｉ）電源ス
イッチの投入によって、まず冷媒回収運転を行い、その
後冷却運転及びホットガス除霜運転を経て再び冷媒回収
運転に戻るように運転を制御される関係上、本来冷却を
必要とするときに、冷却運転にはいることなく冷媒回収
運転を行うために、その間冷却運転の開始時期が遅れ、
制御対象例えば庫内の温度が必要以上に上昇して所定の
温度に復帰させるのに時間がかかる問題があった。

また、（II）電源スイッチを切ったときには、冷却ユ
ニットがどの運転状態にあったかに関係なく、すぐに冷
却ユニットの運転が停止するようになっていた。このた
め、使用者が何らかの理由によって電源スイッチを切っ
てから、すぐに電源スイッチを投入した際でも、（Ｉ）
のような一連の運転動作即ち必ず冷媒回収運転から開始
することとなるため、すぐに冷却運転を行いたい場合に
対応できない問題があった。また、この冷却装置を配置
した低温庫に、物品の出し入れを行う場合のように、冷
却装置の運転を少しの間だけ停止させるだけで十分な場
合にも、前述の電源スイッチでは、必ず冷媒回収運転か
ら運転を開始することになってしまい、せっかく冷却し
てあった庫内の温度が冷媒回収動作中に上昇してしまう
問題があった。

このため本発明では、スイッチの切断操作時には、冷
媒回収運転を行った後で冷却ユニットの運転を停止する
ように構成した冷却装置の運転制御方法を提示するもの
である。

［発明の構成］課題を解決するための手段本発明は、圧縮機・凝縮器・蒸発器及び流路切替弁を
有した冷却ユニットと、該冷却ユニットを冷媒回収運転
・冷却運転及び除霜運転の順で順次繰り返し制御するコ
ントローラと、該コントローラに接続され前記冷却ユニ
ットの運転・停止を切り替える信号を出すスイッチとを
備えた冷却装置の運転制御装置において、前記コントローラは、前記冷却ユニットが冷却運転中に前記スイッチが押され
た場合には、冷却運転を停止させ冷媒回収運転を行い、
該冷媒回収運転の終了後に前記冷却ユニットの運転を停
止させ、前記冷却ユニットが除霜運転中に前記スイッチが押され
た場合には、除霜運転を継続して行い、該除霜運転の終
了後に冷媒回収運転を行い、該冷媒回収運転の終了後に
前記冷却ユニットの運転を停止させ、前記冷却ユニットが冷媒回収運転中に前記スイッチが押
された場合には、冷媒回収運転を継続して行い、該冷媒
回収運転の終了後に前記冷却ユニットの運転を停止さ
せ、前記冷却ユニットが水切り運転中に前記スイッチが押さ
れた場合には、水切り運転を継続して行い、該水切り運
転の終了後に冷媒回収運転を行い、該冷媒回収運転の終
了後に前記冷却ユニットの運転を停止させるようにした
冷却装置の運転制御装置を提示するものである。

作用コントローラは、冷却ユニットの冷媒回収動作が終了
した後でなければ、冷却ユニットの運転・停止を制御す
るスイッチの停止信号を受け付けないように構成されて
いることから、このスイッチ操作がいつ行われても、冷
却ユニットは冷媒回収動作を行ってから停止するもので
ある。一方、スイッチから運転開始信号が出されたとき
には、冷却ユニットはいつも冷却運転から運転を開始す
ることとなり、急冷を行い易くなる。

実施例以下本発明の実施例を第１図〜第10図を参照して説明
する。

１は主冷媒流路Ａ・補助冷媒流路Ｂを有する冷媒回路
を構成する冷却ユニットである。

主冷媒流路Ａは、圧縮機２・流路切替弁としての三方
弁SV1・室外側熱交換器（冷却運転時に凝縮器として機
能するため以下凝縮器と称する）４・受液器５・排水皿
加熱用コイル６・第２制御弁SV2・膨張弁７・室内側熱
交換器（以下蒸発器と称す）８・アキュムレータ９等を
順次環状に配管接続している。尚、三方弁SV1は、後述
する冷媒回収運転及び冷却運転並びに第１除霜運
転時において第３図実線矢印の方向［これを第１流路と
いう］に冷媒流路を形成し、第２除霜運転時において
第３図破線矢印の方向［これを第２流路という］に冷媒
流路を形成するように制御する。また、受液器５の液冷
媒出口側には加熱コイル６に向けて冷媒を流すように逆
止弁11を、膨張弁７と第２制御弁SV2との直列部に並列
に逆止弁12及び第３制御弁SV3をそれぞれ接続してい
る。さらに、蒸発器８とアキュムレータ９との間に、第
４制御弁SV4及び逆止弁16の並列部を接続している。

補助冷媒流路Ｂは、三方弁SV1の第２出口から蒸発器
８と第４制御弁SV4との間に向けて冷媒を流す逆止弁21
を有した第１補助流路B1と、受液器５のガス冷媒出口側
からアキュムレータ９の入口側に向けて冷媒を流す第５
制御弁SV5を有した第２補助流路B2と、逆止弁11の出口
側と凝縮器４の入口側とを結ぶ逆止弁23を有した第３補
助流路B3とからなる。

31は室外ユニット、32は室内ユニット、33は室内外両
ユニットを接続する配管である。この室内外両ユニット
31,32及び配管33を合わせて冷却ユニットを表す。

この冷却ユニット１は、冷媒回収運転→冷却運転
→第１除霜運転→第２除霜運転→冷媒回収運転と
いう一連の動作を繰り返しつつ、プレハブ冷蔵庫等の冷
凍冷蔵室内を設定温度に維持するように温度制御を行う
ものであって、その運転を後述する冷却装置の運転制御
装置Ｓにより制御している。

ここで、運転制御装置Ｓについて説明する。

51は三相交流電源、52は室外ユニット制御部、53は室
内ユニット制御部、54は室内外両ユニット制御部52,53
における各種リレー群を収納したリレーボックスであ
る。

52Cは電源線X,Y,Zに接続され圧縮機用モータCMへの電
力供給を制御するマグネットコイルMCに対応した常閉接
点のマグネットスイッチである。61は圧縮機の吸入側の
圧力を感知する高低圧圧力スイッチで、圧縮機２の異常
等で圧縮機２の圧力が所定圧力以上のときにその高圧側
接点を開放し、所定圧力より低い一定圧力以下のときそ
の低圧側接点を開放して圧縮機の運転を停止するもので
ある。62は三方弁SV1を第１流路或るいは第２流路に切
り替える第１リレーR1に対応したリレー接点、63は後述
する第１除霜運転の運転時間を決める時限装置T1に対応
したタイマー接点、64,65はそれぞれ第２制御弁SV2,第
３制御弁SV3を開閉制御する第２リレーR2,第３リレーR3
に対応したリレー接点、66は第４制御弁SV4,第５制御弁
SV5のいずれか一方を開放させる第４リレーR4に対応し
た通常第４接点側のリレー接点、52Fは蒸発器用ファン
モータFMの運転を制御する第６リレーR6に対応したマグ
ネット接点、52Hは蒸発器用ファンヒータFHの通電を制
御する第７リレーR7に対応したマグネット接点、TRはリ
レーボックス54における入出力基板と電源線X,Zに接続
されたトランスである。

70は冷却ユニット１の運転を制御するための中枢とな
るマイコンコントローラであって、リレーボックス54に
接続されている。また、71は冷凍冷蔵室内の温度を検知
する温度検知装置であってその検知信号をコントローラ
70に送信する。72は三相交流電源51に接続される主電源
スイッチ（図示せず）とは別に設けられ、コントローラ
70に接続され冷却ユニット１の運転及び停止を切り替え
る信号（すなわち運転開始信号及び停止信号）を出力す
る運転停止スイッチである。

コントローラ70は、中央演算装置と、中央演算装置に
データを提供するRAM（ランダムアクセスメモリ）及びR
OM（リードオンメモリ）と、冷却ユニットの運転状況に
応じた計時動作を行う時限手段とを備えたもので、この
コントローラ70における冷却ユニット１の運転制御を行
う上での動作フローを簡単に説明する。

主電源スイッチが投入されると、コントローラ70は、
冷ユニットに冷媒回収運転開始信号を出力する（ステッ
プS1）。その後、この信号による冷媒回収運転が終了し
たときには（ステップS2〜Yes参照）、運転停止スイッ
チ72のポジションを確認して、運転側にある場合には
（ステップS3〜Yes参照）冷却ユニットに冷却運転開始
信号を出力し（ステップS4）、停止側にある場合には
（ステップS3〜No参照）冷却ユニットに冷却運転停止信
号を出力する（ステップS14参照）。

そして冷却運転が終了したときには（ステップS5〜Ye
s参照）、冷却ユニット１に第１除霜運転開始信号及び
タイマーカウント信号を出力し（ステップS6）、時限手
段による設定時間［本例では90秒に設定］が経過したら
（ステップS7〜Yes参照）、第２除霜運転開始信号及び
カウントクリア信号を出力する（ステップS8）。

この後、除霜終了検知装置（図示せず）にて除霜終了
が検知されたら（ステップS9〜Yes参照）、ポンプダウ
ン［すなわち冷媒回収］運転開始信号を出力する（ステ
ップS10）。

ポンプダウン運転により圧縮機２の吸入側圧力が低下
して高低圧圧力スイッチ61の低圧側接点が開放したら
（ステップS11〜Yes参照）、水切り運転開始信号及びタ
イマーカウント信号を出力する（ステップS12）。この
後、時限手段による水切り時間［本例では15分に設定］
が経過したら（ステップS13〜Yes参照）、ステップS3に
戻る。

一方、冷却ユニットの冷却運転停止信号が出力され
て、運転停止スイッチ72が停止側にあるうちは冷却運転
停止信号が出力され続け（ステップS15〜No参照）、運
転側に切り替えられたときに（ステップS15〜Yes参
照）、ステップS4に移行する。

以上の構成に基づき、冷却ユニット１の運転動作につ
いて説明する。

（ｉ）ただし、冷凍冷蔵室内には適当に貯蔵物が収納
されており、運転停止スイッチ72が運転側にあるときの
運転動作について説明する［これが通常の運転動作であ
る］。

（１）まず主電源スイッチ（図示せず）を投入するこ
とにより、コントローラ９から冷媒回収運転開始信号が
出力される（ステップS1）。この冷媒回収運転開始信号
により、マグネットスイッチ52Cを経て交流電源が印加
されて圧縮機用モータCMが起動し、第１・第３・第５リ
レーR1・R3・R5に通電されて三方弁SV1が第２流路にな
り第３及び第５制御弁SV3,SV5が開放されて、後述する
第２除霜運転と同様の冷媒流路が形成される。そして
時限手段による計時動作で２分間が経過すると、第１・
第３・第５各リレーR1・R3・R5への通電が停止して、第
４リレーR4に通電されて第４制御弁SV4が開放し圧縮機
２の運転と相まって、蒸発器８にある冷媒を回収する冷
媒回収運転を行う（この時の冷媒流路は第６図太線参
照）。

（２）この冷媒回収運転により、圧縮機２の吸入側圧力
が一定圧力以下に低下し、高低圧圧力スイッチ61の低圧
側接点が開放すると、圧縮機用モータCMを１度停止させ
るとともに、コントローラ70から冷却運転開始信号が出
力される。

（３）この信号により、第１リレーR1への通電が断たれ
三方弁SV1は第１流路に切り替わり、第２・第６リレーR
2・R6に通電されて、第２制御弁SV2が開放しファンモー
タFMが運転を開始するとともに圧縮機用モータCMが駆動
して、第３図太線に示すような冷媒流路が形成され、冷
却ユニット１の冷却運転が開始される。この冷却運転に
より冷凍冷蔵室内の冷却を行い、庫内の温度を低下させ
る。

（４）そして、冷却運転が開始されてから室内温度が低
下し、温度検知装置71が設定温度以下になったことを検
知すると、第２及び第６リレーR2・R6への通電が断た
れ、第２制御弁SV2が閉じるとともにファンモータFMが
運転を停止する。すると冷媒回収運転と同じように圧縮
機２の吸入側圧力が除々に低下し、一定圧力以下になる
と高低圧圧力スイッチ61の低圧側接点が開放し、圧縮機
用モータCMを停止させて冷却運転が一時停止する。

（５）冷却運転の一時停止にて室内温度が上昇し、温度
検知装置71により復帰温度以上になったことが検知され
ると、前記（４）と同様の動作を行い冷却ユニット１は
再び冷却運転を行う。

以下（４），（５）［即ちオンオフ運転］を繰り返し
て室内を設定温度に維持する。このオンオフ運転を合わ
せて冷却運転と称するものである。

（６）次に冷却運転が開始されてから時限手段による計
時動作が所定時間［本例では８時間に設定］経過する
と、冷却運転が終了したと判断してコントローラ72は時
限手段のカウントクリア信号を出力するとともに第１除
霜開始信号を出力し再び時限手段にカウント信号を出力
する。この信号に基づいて、第２・第４・第６リレーR2
・R4・R6への通電が停止して第２・第４制御弁SV2・SV4
が閉じファンモータFMが停止するとともに、第３・第５
リレーR3・R5に通電されて第３・第５制御弁SV3,SV5が
開放する。このため冷却ユニット１が冷却運転を停止す
るとともに、第４図太線に示すような冷媒流路が形成さ
れて第１除霜運転を開始する。

この第１除霜運転では、圧縮機２を出た高温高圧ガス
冷媒が凝縮器４で高温高圧のガス液混合冷媒となり、受
液器５で液とガスとに分けられ、液冷媒が主冷媒流路Ａ
にて蒸発器８の入口側に送られる一方で、ガス冷媒が第
２補助流路B2を経て一部がアキュムレータ９へ、残りが
逆止弁16を介して蒸発器８の出口側へそれぞれ送られ
る。すなわち蒸発器８は入口出口両側から冷媒が流入す
るため、受液器５内の高温液冷媒にて蒸発器の入口側を
加熱し、ガス冷媒にて蒸発器８の出口側を加熱する。こ
の際、液冷媒の持つ顕熱と、ガス冷媒の持つ潜熱及び顕
熱とで蒸発器８のヘッダ部及びヘアピン部に発生した霜
を取り除く。また、通常の除霜経路に比べてほぼ半分の
経路で蒸発器８に高温高圧の冷媒を送り込むことができ
るため、蒸発器８に対して短時間で冷媒を送り込むこと
ができ、蒸発器８の急速加熱に好適である。

そして、時限装置T1により90秒が経過すると、コント
ローラ70は第１除霜運転が終了したと判断して、第２除
霜運転開始信号及びカウントクリア信号を出力する。

（７）第２除霜運転開始信号により、第１リレーR1に通
電されて三方弁SV1が第２流路に切り替わり、第５図太
線のような冷媒流路が形成されて蒸発器８のホットガス
除霜が開始される。

そして、除霜運転が継続され霜取りが良好に行われ、
除霜終了検知手段（図示せず）により除霜終了が検知さ
れると、コントローラ70はポンプダウン［即ち冷媒回
収］運転開始信号を出力する。

（８）このポンプダウン運転開始信号により、第１・第
３・第５リレーR1・R3・R5への通電が断たれ三方弁SV1
が第１流路に切り替わり第３・第５制御弁SV3,SV5が閉
じるとともに、第４制御弁SV4が開放して、第６図太線
のような冷媒流路が形成されポンプダウン運転が行われ
る。

ポンプダウン運転により除々に圧縮機２の吸入側の圧
力が除々に低下して、高低圧圧力スイッチ61の低圧側接
点が開放すると、圧縮機用モータCMが停止して冷媒の流
れが停止するとともに、コントローラ70はポンプダウン
運転が終了したと判断して水切り運転開始信号及びタイ
マーカウント信号を出力する。

（９）この信号により、冷媒流路には何ら変化はないも
のの、除霜運転時に蒸発器８から溶けてドレンパンに貯
溜している露及び氷塊を排水除去させるために、冷却ユ
ニット１の運転を停止させたままにしておく。そして、
時限手段による計時動作が終了すると、コンントローラ
70は、水切り運転を終了したものと判断して、ステップ
S3に戻り、冷却運転を再開させる（前述の（３）〜
（５）参照）。

次に運転停止スイッチ72が停止側に切り替えられ（停
止信号が出力され）たときの動作について説明するが、
冷却ユニット１がどの運転状態にあるかにより場合分け
してみる。

（ii）まず、冷却ユニットが冷媒回収運転中に停止信号
が出力されたとすると、（ア）コントローラ70は、冷却ユニット１の冷媒回収運
転が終了するまでこの信号を受け付けないように構成さ
れているため、冷却ユニット１は冷媒回収運転を継続す
る（冷媒流路は第６図参照）。

（イ）そして圧縮機２の吸入側圧力が徐々に低下して高
低圧圧力スイッチ61の低圧側接点が開放すると、圧縮機
用モータCMが停止して冷却ユニット１の運転が停止す
る。このとき、コントローラ70が冷却運転停止信号を出
力するため、冷却ユニット１は停止し続ける。この後、
運転停止スイッチ72が運転側に切り替えられるまで、冷
却ユニットは停止している。

（iii）次に冷却ユニットが冷却運転中に停止信号が出
力されたとすると、（ウ）コントローラ70は、直ちに冷却運転停止信号を出
力するため、第２・第６リレーR2・R6への通電が断たれ
第２制御弁SV2が閉じるとともにファンモータFMが停止
して第６図太線で示すような冷媒回収流路が形成され
る。

（エ）このポンプダウン運転により圧縮機の吸入側圧力
は徐々に低下し一定圧力以下に低下すると、高低圧圧力
スイッチ61の低圧側接点が開放して、圧縮機用モータCM
が停止し冷媒の流れが停止して冷却ユニットの冷却運転
が停止する。この後、運転停止スイッチ72が運転側に切
り替えられるまで、冷却ユニットは停止している。

（iv）冷却ユニットが第１除霜運転及び第２除霜運転中
にあるときに停止信号が出力されると、（オ）コントローラ70は、冷却ユニット１の第１除霜運
転〜第２除霜運転〜ポンプダウン運転という一連の動作
が終了するまで、この停止信号を受け付けないように構
成されているため、冷却ユニット１は第１除霜運転及び
第２除霜運転を継続して行い、ポンプダウン運転に移行
する（その動作は（６）〜（８）参照）。

（カ）そして圧縮機２の吸入側圧力が徐々に低下して高
低圧圧力スイッチ61の低圧側接点が開放すると、圧縮機
用モータCMが停止して冷却ユニット１の運転が停止す
る。このとき、コントローラ70は冷却運転停止信号を出
力するため、冷却ユニット１は冷却運転に入らずに停止
する。この後、運転停止スイッチ72が運転側に切り替え
られるまでは、冷却ユニット１は継続停止している。

（ｖ）冷却ユニットが水切り運転中に停止信号が出力さ
れても、すでに運転を停止している冷却ユニットには何
ら変化はなくそのまま停止し続けるが、時限手段による
計時動作が終了すると、コントローラ70は水切り運転が
終了したと判断して、ステップS14に移り、冷却運転停
止信号を出力して冷却ユニット１の停止を続ける。この
後、運転停止スイッチ72が運転側に切り替えられるま
で、冷却ユニットは停止している。

以上のような構成によれば、運転停止スイッチ72の停
止信号は、冷却ユニット１の冷媒回収動作が終了した後
でなければ、コントローラ70により受け付けられないよ
うに構成されているため、このスイッチ操作がいつ行わ
れても、冷却装置１は冷媒回収動作を行ってから停止す
るものである。このため、冷却運転再開時には圧縮機へ
の液バックが起きず、直ちに効率的な熱交換に移行でき
ることとなり、必要以上の庫内温度上昇を防止できる。

一方、運転停止スイッチ72から運転開始信号が出され
たときには、冷却装置１はいつも冷却運転から運転を開
始することとなり、スイッチ操作後素早く冷却運転を行
うことができ従来生じていた不具合を解消でき、急冷が
行い易くなる。

［発明の効果］以上詳述したように本発明のコントローラは、冷却ユニットが冷却運転中に前記スイッチが押された場
合には、冷却運転を停止させ冷媒回収運転を行い、該冷
媒回収運転の終了後に前記冷却ユニットの運転を停止さ
せ、冷却ユニットが除霜運転中に前記スイッチが押された場
合には、除霜運転を継続して行い、該除霜運転の終了後
に冷媒回収運転を行い、該冷媒回収運転の終了後に前記
冷却ユニットの運転を停止させ、冷却ユニットが冷媒回収運転中に前記スイッチが押され
た場合には、冷媒回収運転を継続して行い、該冷媒回収
運転の終了後に前記冷却ユニットの運転を停止させ、冷却ユニットが水切り運転中に前記スイッチが押された
場合には、水切り運転を継続して行い、該水切り運転の
終了後に冷媒回収運転を行い、該冷媒回収運転の終了後
に前記冷却ユニットの運転を停止させるようにしている
のである。

したがって、本発明のコントローラは、冷却ユニット
の運転を止めるためのスイッチが、冷却ユニットがどの
ような運転状態のときに押されても、冷媒回収運転を行
い、該冷媒回収運転の終了後に冷却ユニットの運転を止
めるように制御しているので、運転停止スイッチから運
転開始信号が出されたときには、冷却ユニットは、直ち
に冷却運転を開始することができるので、庫内の温度上
昇を防止することができる。

このように、本発明によれば、冷却ユニットがどのよ
うな運転状態のときに運転停止命令を受けても、冷却運
転再開時には、いつも冷媒回収が終了しているので、す
ぐに冷却運転にはいることができるとの作用効果を奏す
るのである。

【図面の簡単な説明】

各図は本発明の一実施例を示し、第１図はコントローラ
のフローチャート、第２図は運転制御装置の概略回路
図、第３図〜第６図は各運転状態における冷媒流路をし
めす冷媒回路図、第７図〜第10図はスイッチが冷却装置
の運転状態にどのように影響を与えるかを示すタイミン
グチャートである。１……冷却ユニット、２……圧縮機、３……流路切替
弁、４……凝縮器、８……蒸発器、Ｓ……冷却装置の運
転制御装置、70……コントローラ、72……運転停止スイ
ッチ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機・凝縮器・蒸発器及び流路切替弁を
有した冷却ユニットと、該冷却ユニットを冷媒回収運転
・冷却運転及び除霜運転の順で順次繰り返し制御するコ
ントローラと、該コントローラに接続され前記冷却ユニ
ットの運転・停止を切り替える信号を出すスイッチとを
備えた冷却装置の運転制御装置において、前記コントロ
ーラは、前記冷却ユニットが冷却運転中に前記スイッチが押され
た場合には、冷却運転を停止させ冷媒回収運転を行い、
該冷媒回収運転の終了後に前記冷却ユニットの運転を停
止させ、前記冷却ユニットが除霜運転中に前記スイッチが押され
た場合には、除霜運転を継続して行い、該除霜運転の終
了後に冷媒回収運転を行い、該冷媒回収運転の終了後に
前記冷却ユニットの運転を停止させ、前記冷却ユニットが冷媒回収運転中に前記スイッチが押
された場合には、冷媒回収運転を継続して行い、該冷媒
回収運転の終了後に前記冷却ユニットの運転を停止さ
せ、前記冷却ユニットが水切り運転中に前記スイッチが押さ
れた場合には、水切り運転を継続して行い、該水切り運
転の終了後に冷媒回収運転を行い、該冷媒回収運転の終
了後に前記冷却ユニットの運転を停止させるようにした
ことを特徴とする冷却装置の運転制御装置。