JP2680687B2 - オープンショーケースの霜取制御方法 - Google Patents
オープンショーケースの霜取制御方法Info
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- JP2680687B2 JP2680687B2 JP1154464A JP15446489A JP2680687B2 JP 2680687 B2 JP2680687 B2 JP 2680687B2 JP 1154464 A JP1154464 A JP 1154464A JP 15446489 A JP15446489 A JP 15446489A JP 2680687 B2 JP2680687 B2 JP 2680687B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は冷媒流量制御装置を用いて冷却制御を行うよ
うにした空気調和機、冷凍・冷蔵庫および冷凍・冷蔵シ
ョーケース等の冷凍装置における霜取制御方法に関す
る。
うにした空気調和機、冷凍・冷蔵庫および冷凍・冷蔵シ
ョーケース等の冷凍装置における霜取制御方法に関す
る。
（ロ）従来の技術 特公昭58−47628号公報（TPC、F25B41/06）、刊行物
「冷凍」の第56巻第641号（昭和56年３月号）第60頁〜
第64頁には、電動弁の１種である熱電式膨張弁を使用し
た冷媒流量制御装置が示されている。かかる冷媒流量制
御装置によれば、蒸発器の入口乃至中間部に設けた第１
の温度センサと、蒸発器の出口部に設けた第２の温度セ
ンサとからの各々の電気信号の差に応じて電動弁の弁開
度を制御する電気信号を出力して前記電気信号の差を一
定に保ち、蒸発器の過熱度制御を略一定に保つ冷媒流量
制御が行なわれている。
「冷凍」の第56巻第641号（昭和56年３月号）第60頁〜
第64頁には、電動弁の１種である熱電式膨張弁を使用し
た冷媒流量制御装置が示されている。かかる冷媒流量制
御装置によれば、蒸発器の入口乃至中間部に設けた第１
の温度センサと、蒸発器の出口部に設けた第２の温度セ
ンサとからの各々の電気信号の差に応じて電動弁の弁開
度を制御する電気信号を出力して前記電気信号の差を一
定に保ち、蒸発器の過熱度制御を略一定に保つ冷媒流量
制御が行なわれている。
また、上記従来技術を更に改良し、電動弁による過熱
度制御に加え、電動弁によって被冷却空間の温度制御を
行う冷媒流量制御装置も提案されている。
度制御に加え、電動弁によって被冷却空間の温度制御を
行う冷媒流量制御装置も提案されている。
そして、第３図にこの冷媒流量制御装置を、スーパー
マーケット等に設置される低温ショーケースに用いた場
合の冷凍システムの全体的な概念構成図を表わし、第４
図に冷媒流量制御装置の制御回路ブロック図を示し、ま
た第５図にこの冷媒流量制御装置により制御される被冷
却空間の温度変化を電動弁の制御状態と関連付けて示し
ている。今、第３図を説明すると１は圧縮機、２は凝縮
器、３は電動弁、４は蒸発器にしてこれらを順次配管接
続して閉ループ状とし、冷媒回路５を形成する。電動弁
３はパルス駆動される電子式膨張弁を用いる。低温ショ
ーケースＩの冷気通路６中の下部に配した送風機７に
て、吸込口8aから吸込まれる空気流は、蒸発器４で冷却
され、吐出口8bより吐出して、エアーカーテンＡを形成
し、被冷却空間９を外気温度の影響を受けない低温状態
に維持する。
マーケット等に設置される低温ショーケースに用いた場
合の冷凍システムの全体的な概念構成図を表わし、第４
図に冷媒流量制御装置の制御回路ブロック図を示し、ま
た第５図にこの冷媒流量制御装置により制御される被冷
却空間の温度変化を電動弁の制御状態と関連付けて示し
ている。今、第３図を説明すると１は圧縮機、２は凝縮
器、３は電動弁、４は蒸発器にしてこれらを順次配管接
続して閉ループ状とし、冷媒回路５を形成する。電動弁
３はパルス駆動される電子式膨張弁を用いる。低温ショ
ーケースＩの冷気通路６中の下部に配した送風機７に
て、吸込口8aから吸込まれる空気流は、蒸発器４で冷却
され、吐出口8bより吐出して、エアーカーテンＡを形成
し、被冷却空間９を外気温度の影響を受けない低温状態
に維持する。
ここで、電動弁３はマイコン等から成る制御器10より
出力される制御信号ａにより、弁閉をも含む弁開度の制
御が成され、流量調整された冷媒を蒸発器４に流すよう
になっている。電動弁３の制御の基となる信号は、蒸発
器４の入口乃至中間に設けられる蒸発温度センサ11と、
蒸発器４の出口に設けられる蒸発器出口温度センサ12か
ら得られる温度値を電気信号に変換した検出信号b1,b2
と、吸込空気の温度を測定する吸込空気温度センサ13お
よび吐出空気の温度を測定する吐出空気温度センサ14か
ら得られる温度値を電気信号に変換した検出信号b3,b4
であり、これら各検出信号b1,b2,b3,b4が制御器10に入
力されて、制御器10内で演算処理され、必要とする制御
信号ａが電動弁３に対して出力する。詳しくは、前記蒸
発温度センサ11と蒸発器出口温度センサ12からの検知信
号b1,b2が過熱度制御に係り、前記吸込空気温度センサ1
3および吐出冷気温度センサ14からの検知信号b3,b4は温
度制御に係わっている。次にこれら検知信号b1,b2,b3,b
4によって行われる具体的な制御動作を説明する。第４
図は冷媒流量制御装置Ｓの内部構成を示し、目標値とな
る設定過熱度SHSとフィードバック信号とを比較する第
１比較部15と、調節部となる内部アルゴリズム16と、操
作部となる弁駆動部17と、蒸発器４の温度を検出する蒸
発器温度測定部18と、被冷却空間９の温度を検出する被
冷却空間温度測定部19と、設定温度と被冷却空間温度と
を比較する第２比較部20と、弁全閉信号発生部21とから
構成されている。そして、今仮に設定過熱度SHCを５℃
とした場合、蒸発器出口温度センサ12の検出信号b2と、
蒸発温度センサ11の検出信号b1とから、蒸発器温度測定
部18で測定過熱度SHが演算され、第１比較部15で設定過
熱度SHCと比較されて、その偏差信号DVが内部アルゴリ
ズム部16に入力する。この内部アルゴリズム部16で偏差
修正を行い、弁駆動部17に調節信号HSSを入力し、その
偏差に応じた弁開度調節信号BKCが電動弁３に対して継
続して与えられる。弁開度調節信号BKCは、外乱DTを排
除したパルス信号であって、このパルス信号が電動弁３
に与えられると、弁開度→開口面積→冷媒流量GAの増減
という機械作用によって設定過熱度SHCの５℃に冷媒流
量GAに保つべく弁開度が適切に維持される。このような
電動弁３の弁開度が不定的な階段状に変化する制御範囲
は、第５図に示す通り、霜取終了後のプルダウン運転期
間ta及びサーモサイクルの冷却運転期間tbであり、この
結果、被冷却空間９の測定温度TMは設定温度tsに達す
る。そして、この各冷却期間ta,tbにおいて、電動弁３
の弁開状況が不定形的な階段状に行われている。一方、
被冷却空間９の温度を吐出空気温度センサ14の検知信号
b4と、吸込空気温度センサ13の検知信号b3とから、被冷
却空間温度測定部19で算出し、その測定温度TMと設定温
度TSとの比較を第２比較部20で行い、TM≦TSの条件で、
弁全閉信号発生部21から弁全閉信号BPを弁駆動部17に入
力して電動弁３を全閉させ、サーモサイクルと称する温
度制御に切換え、被冷却空間９の冷え過ぎを防止する。
すなわち、この弁全閉となる範囲は、第５図で霜取期間
TBとサーモサイクルの冷却停止期間tdである。このよう
にして、冷媒流量を電動弁により制御して冷却制御する
ようになっているが、冷却の進行に伴い、蒸発器４には
湿り空気通過の熱交換により着霜が起き冷却効果が下
る。従って、霜取が必要となりそのため一般には霜取運
転が定期的に行われる。この霜取運転の指令は霜取用タ
イマー等の手段により定期的に霜取信号Ｃを制御器10か
ら出力し、電動弁３を全閉する制御を行い、冷媒供給を
停止し除霜を行う。すなわち、第５図でτ１の時点で霜
取信号Ｃを出力し、霜取運転の開始となる。すると、電
動弁３は全閉し、冷却停止状態となって、除霜用手段で
ある除霜用ヒータの通電発熱或いはホットガスの供給が
成され、除霜が行われる。やがて除霜終了間近となると
蒸発器４の周囲温度の急激な温度上昇を除霜復帰温度セ
ンサ等の適宜な霜取復帰手段により除霜終了を検出し
て、τ３の時点で霜取復帰させる。
出力される制御信号ａにより、弁閉をも含む弁開度の制
御が成され、流量調整された冷媒を蒸発器４に流すよう
になっている。電動弁３の制御の基となる信号は、蒸発
器４の入口乃至中間に設けられる蒸発温度センサ11と、
蒸発器４の出口に設けられる蒸発器出口温度センサ12か
ら得られる温度値を電気信号に変換した検出信号b1,b2
と、吸込空気の温度を測定する吸込空気温度センサ13お
よび吐出空気の温度を測定する吐出空気温度センサ14か
ら得られる温度値を電気信号に変換した検出信号b3,b4
であり、これら各検出信号b1,b2,b3,b4が制御器10に入
力されて、制御器10内で演算処理され、必要とする制御
信号ａが電動弁３に対して出力する。詳しくは、前記蒸
発温度センサ11と蒸発器出口温度センサ12からの検知信
号b1,b2が過熱度制御に係り、前記吸込空気温度センサ1
3および吐出冷気温度センサ14からの検知信号b3,b4は温
度制御に係わっている。次にこれら検知信号b1,b2,b3,b
4によって行われる具体的な制御動作を説明する。第４
図は冷媒流量制御装置Ｓの内部構成を示し、目標値とな
る設定過熱度SHSとフィードバック信号とを比較する第
１比較部15と、調節部となる内部アルゴリズム16と、操
作部となる弁駆動部17と、蒸発器４の温度を検出する蒸
発器温度測定部18と、被冷却空間９の温度を検出する被
冷却空間温度測定部19と、設定温度と被冷却空間温度と
を比較する第２比較部20と、弁全閉信号発生部21とから
構成されている。そして、今仮に設定過熱度SHCを５℃
とした場合、蒸発器出口温度センサ12の検出信号b2と、
蒸発温度センサ11の検出信号b1とから、蒸発器温度測定
部18で測定過熱度SHが演算され、第１比較部15で設定過
熱度SHCと比較されて、その偏差信号DVが内部アルゴリ
ズム部16に入力する。この内部アルゴリズム部16で偏差
修正を行い、弁駆動部17に調節信号HSSを入力し、その
偏差に応じた弁開度調節信号BKCが電動弁３に対して継
続して与えられる。弁開度調節信号BKCは、外乱DTを排
除したパルス信号であって、このパルス信号が電動弁３
に与えられると、弁開度→開口面積→冷媒流量GAの増減
という機械作用によって設定過熱度SHCの５℃に冷媒流
量GAに保つべく弁開度が適切に維持される。このような
電動弁３の弁開度が不定的な階段状に変化する制御範囲
は、第５図に示す通り、霜取終了後のプルダウン運転期
間ta及びサーモサイクルの冷却運転期間tbであり、この
結果、被冷却空間９の測定温度TMは設定温度tsに達す
る。そして、この各冷却期間ta,tbにおいて、電動弁３
の弁開状況が不定形的な階段状に行われている。一方、
被冷却空間９の温度を吐出空気温度センサ14の検知信号
b4と、吸込空気温度センサ13の検知信号b3とから、被冷
却空間温度測定部19で算出し、その測定温度TMと設定温
度TSとの比較を第２比較部20で行い、TM≦TSの条件で、
弁全閉信号発生部21から弁全閉信号BPを弁駆動部17に入
力して電動弁３を全閉させ、サーモサイクルと称する温
度制御に切換え、被冷却空間９の冷え過ぎを防止する。
すなわち、この弁全閉となる範囲は、第５図で霜取期間
TBとサーモサイクルの冷却停止期間tdである。このよう
にして、冷媒流量を電動弁により制御して冷却制御する
ようになっているが、冷却の進行に伴い、蒸発器４には
湿り空気通過の熱交換により着霜が起き冷却効果が下
る。従って、霜取が必要となりそのため一般には霜取運
転が定期的に行われる。この霜取運転の指令は霜取用タ
イマー等の手段により定期的に霜取信号Ｃを制御器10か
ら出力し、電動弁３を全閉する制御を行い、冷媒供給を
停止し除霜を行う。すなわち、第５図でτ１の時点で霜
取信号Ｃを出力し、霜取運転の開始となる。すると、電
動弁３は全閉し、冷却停止状態となって、除霜用手段で
ある除霜用ヒータの通電発熱或いはホットガスの供給が
成され、除霜が行われる。やがて除霜終了間近となると
蒸発器４の周囲温度の急激な温度上昇を除霜復帰温度セ
ンサ等の適宜な霜取復帰手段により除霜終了を検出し
て、τ３の時点で霜取復帰させる。
これにより、再び、冷却期間TAに入る。なお、除霜に
より被冷却空間の温度は上昇する。そして、τ１より冷
却サイクルである一定時間Ｔ経過後のτ５の時点で再び
霜取運転期間TBとなり、これを繰り返す。
より被冷却空間の温度は上昇する。そして、τ１より冷
却サイクルである一定時間Ｔ経過後のτ５の時点で再び
霜取運転期間TBとなり、これを繰り返す。
（ハ）発明が解決しようとする課題 しかし、霜取りが定期的に投入される方法であると次
のような問題点が考えられる。すなわち、スーパーマー
ケット等では、閉店した夜間時には、ナイトキャップと
称するカバーが低温ショーケースに被される。すると、
低温ショーケースは外界と遮断状況となって、外部から
の外気浸入が殆どなくなる。一般に蒸発器に付く霜の量
は、冷却運転が長く続くほど多くなり、また外気の浸入
が頻繁にあるほどその外気中の水分により増える傾向に
ある。従って上記したように、夜間時には低温ショーケ
ースがナイトキャップで外界と遮断されているので、そ
の中の蒸発器に付く霜は非常に少なくなっている。従っ
て、霜取りの時期が到来しても霜取りを必要としないよ
うな状況であるが、それにも係わらず、強制的に霜取運
転に入り、このため除霜ヒータの通電、ホットガス供給
手段の動作等の不経済な作動が行われる。そして、不必
要な除霜により、庫内温度上昇を度々もたらし、被冷却
物がそれだけ品質的に悪影響を受ける割合が高まると言
う好ましくない状況になってしまう。又、開店中におい
ても、客の入りの少ない昼間の時間帯では、客による低
温ショーケースからの商品取り出しも少なく、霜付の要
因となる外気浸入の割合も少ない状況にある。しかしこ
のような場合でも定期的に除霜投入となって、ショーケ
ースに多量に収容している商品に悪影響をもたらすと言
うこととなる。
のような問題点が考えられる。すなわち、スーパーマー
ケット等では、閉店した夜間時には、ナイトキャップと
称するカバーが低温ショーケースに被される。すると、
低温ショーケースは外界と遮断状況となって、外部から
の外気浸入が殆どなくなる。一般に蒸発器に付く霜の量
は、冷却運転が長く続くほど多くなり、また外気の浸入
が頻繁にあるほどその外気中の水分により増える傾向に
ある。従って上記したように、夜間時には低温ショーケ
ースがナイトキャップで外界と遮断されているので、そ
の中の蒸発器に付く霜は非常に少なくなっている。従っ
て、霜取りの時期が到来しても霜取りを必要としないよ
うな状況であるが、それにも係わらず、強制的に霜取運
転に入り、このため除霜ヒータの通電、ホットガス供給
手段の動作等の不経済な作動が行われる。そして、不必
要な除霜により、庫内温度上昇を度々もたらし、被冷却
物がそれだけ品質的に悪影響を受ける割合が高まると言
う好ましくない状況になってしまう。又、開店中におい
ても、客の入りの少ない昼間の時間帯では、客による低
温ショーケースからの商品取り出しも少なく、霜付の要
因となる外気浸入の割合も少ない状況にある。しかしこ
のような場合でも定期的に除霜投入となって、ショーケ
ースに多量に収容している商品に悪影響をもたらすと言
うこととなる。
本発明は以上のような問題点に鑑み成されたもので、
現在行っている冷却による着霜量を予測し得えるように
して、この予測により次回の除霜投入の可否を判断実行
するようにした新規な霜取制御方法を提供することを目
的とする。
現在行っている冷却による着霜量を予測し得えるように
して、この予測により次回の除霜投入の可否を判断実行
するようにした新規な霜取制御方法を提供することを目
的とする。
（ニ）課題を解決するための手段 本発明に係るオープンショーケースの霜取制御方法
は、断熱構造の本体ケースの内側にその本体壁に沿い冷
気通路を設け、この冷気通路の内側に前面を開放された
商品陳列室を画成し、かつ夜間に前記商品陳列室の前面
の開口部を覆うナイトカバーを有する構成のオープンシ
ョーケースであって、かつ圧縮機と、凝縮器と、蒸発器
と、この蒸発器に供給する冷媒分量を調整する電動弁
と、前記蒸発器に成長する霜を取り除く除霜装置と、前
記蒸発器に設けられた蒸発温度センサと、この蒸発温度
センサの測定値に基づき前記電動弁を制御する制御信号
を出力すると共に、店舗の開店時には常に同様の周期で
除霜を行うよう霜取信号を定期的に出力する制御器を備
え、霜取時の前記蒸発器温度を前記蒸発温度センサにて
測定することにより求まる潜熱変化時間長さと、冷却時
の冷却期間に対する前記電動弁の開時間割合から求まる
冷却運転率とを前記制御器にて演算し、これら潜熱変化
時間長さと冷却運転率の両判断要素に基づいて次回霜取
信号の出力可否を判断し、夜間において着霜量の少ない
場合には、霜取信号を非出力とし次回霜取りを行わない
ようなスキップ制御がなされるようにしたものである。
は、断熱構造の本体ケースの内側にその本体壁に沿い冷
気通路を設け、この冷気通路の内側に前面を開放された
商品陳列室を画成し、かつ夜間に前記商品陳列室の前面
の開口部を覆うナイトカバーを有する構成のオープンシ
ョーケースであって、かつ圧縮機と、凝縮器と、蒸発器
と、この蒸発器に供給する冷媒分量を調整する電動弁
と、前記蒸発器に成長する霜を取り除く除霜装置と、前
記蒸発器に設けられた蒸発温度センサと、この蒸発温度
センサの測定値に基づき前記電動弁を制御する制御信号
を出力すると共に、店舗の開店時には常に同様の周期で
除霜を行うよう霜取信号を定期的に出力する制御器を備
え、霜取時の前記蒸発器温度を前記蒸発温度センサにて
測定することにより求まる潜熱変化時間長さと、冷却時
の冷却期間に対する前記電動弁の開時間割合から求まる
冷却運転率とを前記制御器にて演算し、これら潜熱変化
時間長さと冷却運転率の両判断要素に基づいて次回霜取
信号の出力可否を判断し、夜間において着霜量の少ない
場合には、霜取信号を非出力とし次回霜取りを行わない
ようなスキップ制御がなされるようにしたものである。
（ホ）作 用 蒸発器に霜が付着していて霜取りを行っている間は蒸
発器温度が０℃の潜熱変化をしており、霜がなくなると
急に０℃以上に温度上昇する。従って、この潜熱変化終
了時点の温度変化を蒸発温度センサで捉えて、霜取中の
潜熱変化時間長さを求める。この潜熱変化時間長さは前
回の冷却サイクルにおいて生じた着霜量を示すものであ
るから、この時間の多少により着霜量の目安となり当回
の冷却サイクルでも前回と同等の冷却条件が続くものと
仮定すれば同程度の着霜量が予測できる。よってこの潜
熱変化時間長さを次回霜取の投入可否の判断材料とす
る。しかし、当回の冷却サイクルで冷却負荷の減少等、
冷却条件が変化する場合がある。そのような時は霜取り
を必要とするほどの霜付量となっていないがこの潜熱変
化時間長さのみで、霜取投入が決定されれば、この霜取
は不経済で無駄なものとなる。
発器温度が０℃の潜熱変化をしており、霜がなくなると
急に０℃以上に温度上昇する。従って、この潜熱変化終
了時点の温度変化を蒸発温度センサで捉えて、霜取中の
潜熱変化時間長さを求める。この潜熱変化時間長さは前
回の冷却サイクルにおいて生じた着霜量を示すものであ
るから、この時間の多少により着霜量の目安となり当回
の冷却サイクルでも前回と同等の冷却条件が続くものと
仮定すれば同程度の着霜量が予測できる。よってこの潜
熱変化時間長さを次回霜取の投入可否の判断材料とす
る。しかし、当回の冷却サイクルで冷却負荷の減少等、
冷却条件が変化する場合がある。そのような時は霜取り
を必要とするほどの霜付量となっていないがこの潜熱変
化時間長さのみで、霜取投入が決定されれば、この霜取
は不経済で無駄なものとなる。
そこで、当回の冷却サイクルの冷却状況をも着霜量予
測に関与するようにする。すなわち、冷却期間において
電動弁の開している時間の総和と、冷却期間の比を取っ
て冷却運転率を算出する。この冷却運転率と、潜熱変化
時間長さとを判断要素として、この両判断要素から、実
際の当回冷却サイクルの冷却状況に即した着霜量予測を
可能として、次回霜取時の霜取投入可否を判断する。予
測される着霜量が少ない場合は次回霜取りを行わないス
キップ制御を成して、不要な霜取りを排除する。これに
よって、霜取りに必要とするヒータ熱等のエネルギーの
無駄使用が省け、霜取りによる庫内温上昇からもたらせ
られる貯蔵品の品質低下も防げる。
測に関与するようにする。すなわち、冷却期間において
電動弁の開している時間の総和と、冷却期間の比を取っ
て冷却運転率を算出する。この冷却運転率と、潜熱変化
時間長さとを判断要素として、この両判断要素から、実
際の当回冷却サイクルの冷却状況に即した着霜量予測を
可能として、次回霜取時の霜取投入可否を判断する。予
測される着霜量が少ない場合は次回霜取りを行わないス
キップ制御を成して、不要な霜取りを排除する。これに
よって、霜取りに必要とするヒータ熱等のエネルギーの
無駄使用が省け、霜取りによる庫内温上昇からもたらせ
られる貯蔵品の品質低下も防げる。
（ヘ）実施例 以下、本発明の実施例を図面に基き説明する。
先ず、第１図において定期的に霜取信号Ｃが投入さ
れ、例えばτ０の時点で霜取信号C0が発すれば、次の霜
取信号Ｃは一定期間Ｔを経たτ５の時点で発する。そこ
で、この一定期間Ｔが一回の冷却サイクル期間となり、
そして冷却サイクル期間Ｔは、霜取時間TBと冷却運転時
間TAとから構成される。ここで、（イ）で示す部分を当
回冷却サイクル、（ロ）で示す部分を次回冷却サイク
ル、そして（ハ）で示す部分を前回冷却サイクルと便宜
的に付す。今当回冷却サイクル（イ）の霜取時間TBに着
目し、その時間TBの長い、短いについて考察して見る
と、この霜取時間TBは前回冷却サイクル（ハ）の期間に
生じた着霜量の多少を間接的に示すものであると言え
る。このことから、冷却条件（冷凍装置の運転状況変
化、冷却負荷の増減）に変動が無いと仮定するならば、
当回冷却サイクル（イ）においても、同等量の着霜量を
生じるであろうとのことが推測し得る。そこで、この霜
取時間TBを記憶して、この霜取時間TBから、次回の霜取
投入の可否の決定をする。霜取時間TBの算出は次のよう
な手段を採用することで容易に成せる。すなわち、蒸発
器４に付いた霜が、除霜用ヒータ、ホットガス等の除霜
手段で霜取りされている最中は霜が完全になくなるまで
０℃の潜熱変化状態を維持し、霜が取れると除霜手段か
らの供給熱が蒸発器の温度上昇に寄与して急激な温度上
昇変化となる。すなわち、この急激な温度変化時が潜熱
変化終了時となる。従って、この現象を利用し、蒸発器
４に取り付けた過熱度制御用の蒸発温度センサ11で、蒸
発温度ETを測定し、この潜熱変化終了時の温度上昇を検
知させ、この検知信号の発生時点τ２と霜取信号Ｃの投
入時点τ０との差時間TB′を求める。この差時間、すな
わち潜熱変化時間TB′は実際の霜取時間TBと近似するも
のであるから、この潜熱変化時間TB′を霜取時間として
代用する。ここで、霜取終了時間τ３を潜熱変化終了時
点τ２とはせず、若干遅らせているのは、蒸発器４表面
の除霜水分の水切りをより十分とする理由等による。
れ、例えばτ０の時点で霜取信号C0が発すれば、次の霜
取信号Ｃは一定期間Ｔを経たτ５の時点で発する。そこ
で、この一定期間Ｔが一回の冷却サイクル期間となり、
そして冷却サイクル期間Ｔは、霜取時間TBと冷却運転時
間TAとから構成される。ここで、（イ）で示す部分を当
回冷却サイクル、（ロ）で示す部分を次回冷却サイク
ル、そして（ハ）で示す部分を前回冷却サイクルと便宜
的に付す。今当回冷却サイクル（イ）の霜取時間TBに着
目し、その時間TBの長い、短いについて考察して見る
と、この霜取時間TBは前回冷却サイクル（ハ）の期間に
生じた着霜量の多少を間接的に示すものであると言え
る。このことから、冷却条件（冷凍装置の運転状況変
化、冷却負荷の増減）に変動が無いと仮定するならば、
当回冷却サイクル（イ）においても、同等量の着霜量を
生じるであろうとのことが推測し得る。そこで、この霜
取時間TBを記憶して、この霜取時間TBから、次回の霜取
投入の可否の決定をする。霜取時間TBの算出は次のよう
な手段を採用することで容易に成せる。すなわち、蒸発
器４に付いた霜が、除霜用ヒータ、ホットガス等の除霜
手段で霜取りされている最中は霜が完全になくなるまで
０℃の潜熱変化状態を維持し、霜が取れると除霜手段か
らの供給熱が蒸発器の温度上昇に寄与して急激な温度上
昇変化となる。すなわち、この急激な温度変化時が潜熱
変化終了時となる。従って、この現象を利用し、蒸発器
４に取り付けた過熱度制御用の蒸発温度センサ11で、蒸
発温度ETを測定し、この潜熱変化終了時の温度上昇を検
知させ、この検知信号の発生時点τ２と霜取信号Ｃの投
入時点τ０との差時間TB′を求める。この差時間、すな
わち潜熱変化時間TB′は実際の霜取時間TBと近似するも
のであるから、この潜熱変化時間TB′を霜取時間として
代用する。ここで、霜取終了時間τ３を潜熱変化終了時
点τ２とはせず、若干遅らせているのは、蒸発器４表面
の除霜水分の水切りをより十分とする理由等による。
このようにして、算出した潜熱変化時間TB′を基にし
て、次回の霜取投入の可否を判断する。しかし、この潜
熱変化時間TB′の意味する所は、前回の冷却サイクル
（ハ）で生じた霜付量を示している。従って当回冷却サ
イクル（イ）でも、前回冷却サイクル（ハ）と同等の冷
却状況が続くものと仮定すればこの潜熱変化時間TB′だ
けで判断して霜取投入とすれば良い。ところが、前述し
たように当回冷却サイクル（イ）の時間帯が営業を終了
した夜間中にある低温ショーケースの場合であったとす
ると、夜間中は外界からの熱的影響を受けず冷却負荷が
低くなっているので、低温ショーケースＩの冷却運転率
も下がっている。よって霜付量も少な目であり、霜取り
時間が到来したから霜取を必ず行うと言うことが適切で
無いこともある。
て、次回の霜取投入の可否を判断する。しかし、この潜
熱変化時間TB′の意味する所は、前回の冷却サイクル
（ハ）で生じた霜付量を示している。従って当回冷却サ
イクル（イ）でも、前回冷却サイクル（ハ）と同等の冷
却状況が続くものと仮定すればこの潜熱変化時間TB′だ
けで判断して霜取投入とすれば良い。ところが、前述し
たように当回冷却サイクル（イ）の時間帯が営業を終了
した夜間中にある低温ショーケースの場合であったとす
ると、夜間中は外界からの熱的影響を受けず冷却負荷が
低くなっているので、低温ショーケースＩの冷却運転率
も下がっている。よって霜付量も少な目であり、霜取り
時間が到来したから霜取を必ず行うと言うことが適切で
無いこともある。
そこで、その霜取り判断をより的確に行うために、当
回冷却サイクル（イ）における冷却運転率εと、潜熱変
化時間TB′とを判断要素として、その両判断要素から総
合的に判断して、次回霜取の投入可否を決定する。冷却
運転率εは、冷媒を流していた電動弁３の合計開時間TN
と冷却時間TAの比を使用する。すなわち、次式（１）に
示す如きである。
回冷却サイクル（イ）における冷却運転率εと、潜熱変
化時間TB′とを判断要素として、その両判断要素から総
合的に判断して、次回霜取の投入可否を決定する。冷却
運転率εは、冷媒を流していた電動弁３の合計開時間TN
と冷却時間TAの比を使用する。すなわち、次式（１）に
示す如きである。
よって、この冷却運転率εが標準運転率ε０より小な
ら、次回霜取りをスキップさせる。
ら、次回霜取りをスキップさせる。
こうして、当回冷却サイクルの着霜量を予測できるよ
うにして、次回の霜取りを投入するかしないかの可否を
判断できるようにしたので、不必要、不経済な霜取りが
無くなり、冷却効率を高められる。
うにして、次回の霜取りを投入するかしないかの可否を
判断できるようにしたので、不必要、不経済な霜取りが
無くなり、冷却効率を高められる。
第２図は上述した霜取り投入の可否判断を実行する制
御器10内部のブロック図を示し、インターフェース部23
に冷凍機の霜取中信号ｆと、蒸発温度センサ11からの検
出信号b1と、吐出空気温度センサ14及び吸込空気温度セ
ンサ13からの検出信号b4,b3と庫内温度設定手段（図示
せず）からの設定温度値TSとが入力し、一方、インター
フェース部23からは、電子式膨張弁３の開／閉信号ａ
と、霜取投入信号Ｃとが出力する。そして、霜取中信号
ｆの存在により、霜取り状態確認部24にて霜取中である
ことを確認し、一方検出信号b2によって、蒸発温度を蒸
発温度測定部18で求める。従って、霜取中信号ｆの存在
のもとで、蒸発温度を測定し続ける。蒸発器４に取り付
けた蒸発温度センサb2は蒸発器４に付着している霜が完
全に取れるまでは０℃の潜熱変化温を検出しており、霜
が消失すると０℃以上になる上昇変化温を検出する。よ
って、潜熱変化時間測定部25で、０℃を継続している潜
熱変化時間TB′を演算する。演算された潜熱時間TB′は
一旦、メモリ部Ｍに記憶される。その記憶潜熱時間TB′
は冷却期間TAの適宜時期τａで読み出し、次回霜取投入
の可否判断の材料とする。一方、検出信号b3と検出信号
b4とから、庫内温度を被冷却空間温度測定部19で求め、
設定温度との比較を行う。庫内温度≦設定温度の条件で
電動弁３の弁閉となすよう弁の開閉信号発生部26を動作
する。又、内部に時間カウンタ27を備えていて、これは
霜取信号Ｃの発生時点より時間をカウントし始め、次の
霜取信号Ｃの発生する時点までの定期期間（Ｔ）をカウ
ントするとリセットするものである。内部時間カウンタ
27は定期的に通常除霜投入信号Ｃを発生する。
御器10内部のブロック図を示し、インターフェース部23
に冷凍機の霜取中信号ｆと、蒸発温度センサ11からの検
出信号b1と、吐出空気温度センサ14及び吸込空気温度セ
ンサ13からの検出信号b4,b3と庫内温度設定手段（図示
せず）からの設定温度値TSとが入力し、一方、インター
フェース部23からは、電子式膨張弁３の開／閉信号ａ
と、霜取投入信号Ｃとが出力する。そして、霜取中信号
ｆの存在により、霜取り状態確認部24にて霜取中である
ことを確認し、一方検出信号b2によって、蒸発温度を蒸
発温度測定部18で求める。従って、霜取中信号ｆの存在
のもとで、蒸発温度を測定し続ける。蒸発器４に取り付
けた蒸発温度センサb2は蒸発器４に付着している霜が完
全に取れるまでは０℃の潜熱変化温を検出しており、霜
が消失すると０℃以上になる上昇変化温を検出する。よ
って、潜熱変化時間測定部25で、０℃を継続している潜
熱変化時間TB′を演算する。演算された潜熱時間TB′は
一旦、メモリ部Ｍに記憶される。その記憶潜熱時間TB′
は冷却期間TAの適宜時期τａで読み出し、次回霜取投入
の可否判断の材料とする。一方、検出信号b3と検出信号
b4とから、庫内温度を被冷却空間温度測定部19で求め、
設定温度との比較を行う。庫内温度≦設定温度の条件で
電動弁３の弁閉となすよう弁の開閉信号発生部26を動作
する。又、内部に時間カウンタ27を備えていて、これは
霜取信号Ｃの発生時点より時間をカウントし始め、次の
霜取信号Ｃの発生する時点までの定期期間（Ｔ）をカウ
ントするとリセットするものである。内部時間カウンタ
27は定期的に通常除霜投入信号Ｃを発生する。
従って、冷却サイクルの運転率εは冷却期間Ｔと、電
動弁３の開信号の存在の基で電動弁３の開いていた個々
の開弁時間ta,tb,…tbの総和TNとを算出した後、 冷却運転率演算部28で算出する。
動弁３の開信号の存在の基で電動弁３の開いていた個々
の開弁時間ta,tb,…tbの総和TNとを算出した後、 冷却運転率演算部28で算出する。
こうして、潜熱時間TB′を冷却サイクルの運転率εで
補正する処理を行う。一般には運転率εが小ならば、霜
取り信号Ｃの発生を一回スキップし、冷却運転を継続さ
せる。なお、インターフェース部23に入力する各検出信
号f,b2,b3,b4及び設定値信号TSは冷媒流量制御用の動作
信号としても用いられ、前述した冷媒流量制御装置Ｓを
作動させて過熱度制御及び庫内温度制御を行うこは言う
までもない。
補正する処理を行う。一般には運転率εが小ならば、霜
取り信号Ｃの発生を一回スキップし、冷却運転を継続さ
せる。なお、インターフェース部23に入力する各検出信
号f,b2,b3,b4及び設定値信号TSは冷媒流量制御用の動作
信号としても用いられ、前述した冷媒流量制御装置Ｓを
作動させて過熱度制御及び庫内温度制御を行うこは言う
までもない。
以上のようにして、潜熱変化時間TB′と冷却運転率ε
の二つの要素を総合判断して、現行の冷却サイクルＴで
生ずるであろう着霜量を予測し、その予測に基づき次に
来る除霜を行うか、予測霜量が少ないならば一回除霜を
スキップする制御を行うかを可能としている。
の二つの要素を総合判断して、現行の冷却サイクルＴで
生ずるであろう着霜量を予測し、その予測に基づき次に
来る除霜を行うか、予測霜量が少ないならば一回除霜を
スキップする制御を行うかを可能としている。
（ト）発明の効果 以上、説明したように本発明によれば、通常冷却期間
の後に定期的に投入される霜取信号は、霜取時の潜熱変
化時間長さと、冷却等の電動弁開時間割合から求まる冷
却運転率とを考慮した当回冷却サイクルにおける着霜量
の予測結果から、出力させるか否かを判断し、冷却運転
率の低い時間帯、例えばショーケースにナイトカバーが
降ろされる夜間時には、冷却運転率εが昼間より下がっ
ており、着霜量が少ないと予測できる。よって夜間にお
いては、霜取時の潜熱変化時間長さとこの冷却運転率と
から、予め定めた一定間隔で出力されるところの霜取信
号をスキップさせることができる。
の後に定期的に投入される霜取信号は、霜取時の潜熱変
化時間長さと、冷却等の電動弁開時間割合から求まる冷
却運転率とを考慮した当回冷却サイクルにおける着霜量
の予測結果から、出力させるか否かを判断し、冷却運転
率の低い時間帯、例えばショーケースにナイトカバーが
降ろされる夜間時には、冷却運転率εが昼間より下がっ
ており、着霜量が少ないと予測できる。よって夜間にお
いては、霜取時の潜熱変化時間長さとこの冷却運転率と
から、予め定めた一定間隔で出力されるところの霜取信
号をスキップさせることができる。
これによって、夜間に無闇に霜取りが入らず、霜取り
に要する除霜用ヒータ、ホットガス等の熱エネルギーが
無駄に消費されず、省エネとなる。また必要以上の霜取
りがないので、庫内温度の変動幅も少なくなるため冷却
に必要なエネルギも少なくなり省エネ効果をさらに上げ
られるとともに、庫内温度を安定に維持でき、商品鮮度
を良好に保って長期保存できるようになる等、多くの優
れた効果を奏するオープンショーケースの霜取制御方法
となる。
に要する除霜用ヒータ、ホットガス等の熱エネルギーが
無駄に消費されず、省エネとなる。また必要以上の霜取
りがないので、庫内温度の変動幅も少なくなるため冷却
に必要なエネルギも少なくなり省エネ効果をさらに上げ
られるとともに、庫内温度を安定に維持でき、商品鮮度
を良好に保って長期保存できるようになる等、多くの優
れた効果を奏するオープンショーケースの霜取制御方法
となる。
第１図は冷媒流量制御に基づく被冷却空間温度と蒸発温
度及び電動弁の動作状態の関係を示す特性図、第２図は
霜取制御に係る制御回路のブロック構成図、第３図は冷
媒流量制御装置による冷凍システムを示す概念構成図、
第４図は冷媒流量制御装置のブロック図、第５図は冷媒
流量制御装置による被冷却空間温度を電動弁の動作状態
と関連付けて示す特性図である。 １……圧縮機、２……凝縮器、３……電動弁、４……蒸
発器、９……被冷却空間（庫内）、10……制御器、11〜
14……温度センサ、25……潜熱変化時間測定部、28……
冷却運転率算出部、Ｃ……霜取投入信号。
度及び電動弁の動作状態の関係を示す特性図、第２図は
霜取制御に係る制御回路のブロック構成図、第３図は冷
媒流量制御装置による冷凍システムを示す概念構成図、
第４図は冷媒流量制御装置のブロック図、第５図は冷媒
流量制御装置による被冷却空間温度を電動弁の動作状態
と関連付けて示す特性図である。 １……圧縮機、２……凝縮器、３……電動弁、４……蒸
発器、９……被冷却空間（庫内）、10……制御器、11〜
14……温度センサ、25……潜熱変化時間測定部、28……
冷却運転率算出部、Ｃ……霜取投入信号。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石黒 正喜 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−160788（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−55669（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−134475（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−167989（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】断熱構造の本体ケースの内側にその本体壁
に沿い冷気通路を設け、この冷気通路の内側に前面を開
放された商品陳列室を画成し、かつ夜間に前記商品陳列
室の前面の開口部を覆うナイトカバーを有する構成のオ
ープンショーケースであって、かつ圧縮機と、凝縮器
と、蒸発器と、この蒸発器に供給する冷媒分量を調整す
る電動弁と、前記蒸発器に成長する霜を取り除く除霜装
置と、前記蒸発器に設けられた蒸発温度センサと、この
蒸発温度センサの測定値に基づき前記電動弁を制御する
制御信号を出力すると共に、店舗の開店時には常に同様
の周期で除霜を行うよう霜取信号を定期的に出力する制
御器を備え、霜取時の前記蒸発器温度を前記蒸発温度セ
ンサにて測定することにより求まる潜熱変化時間長さ
と、冷却時の冷却期間に対する前記電動弁の開時間割合
から求まる冷却運転率とを前記制御器にて演算し、これ
ら潜熱変化時間長さと冷却運転率の両判断要素に基づい
て次回霜取信号の出力可否を判断し、夜間において着霜
量の少ない場合には、霜取信号を非出力とし次回霜取り
を行わないようなスキップ制御がなされるようにしたこ
とを特徴とするオープンショーケースの霜取制御方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1154464A JP2680687B2 (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | オープンショーケースの霜取制御方法 |
| KR1019900008638A KR0137015B1 (ko) | 1989-06-19 | 1990-06-13 | 오픈쇼케이스의 서리제거 제어방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1154464A JP2680687B2 (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | オープンショーケースの霜取制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0320552A JPH0320552A (ja) | 1991-01-29 |
| JP2680687B2 true JP2680687B2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=15584817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1154464A Expired - Fee Related JP2680687B2 (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | オープンショーケースの霜取制御方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2680687B2 (ja) |
| KR (1) | KR0137015B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006123718A1 (ja) * | 2005-05-17 | 2006-11-23 | Daikin Industries, Ltd. | 空気調和装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110260467B (zh) * | 2019-05-28 | 2021-09-21 | 青岛海尔空调电子有限公司 | 空调器及其防冻结保护控制方法和控制装置 |
| CN113739460B (zh) * | 2021-08-26 | 2022-06-07 | 珠海格力电器股份有限公司 | 蒸发器除霜处理方法、装置及热泵设备 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6024388B2 (ja) * | 1981-09-30 | 1985-06-12 | 日本建鐵株式会社 | 除霜制御装置 |
| JPS60167989U (ja) * | 1984-04-13 | 1985-11-07 | 富士電機株式会社 | シヨ−ケ−スのデマンド除霜コントロ−ラ |
-
1989
- 1989-06-19 JP JP1154464A patent/JP2680687B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-06-13 KR KR1019900008638A patent/KR0137015B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006123718A1 (ja) * | 2005-05-17 | 2006-11-23 | Daikin Industries, Ltd. | 空気調和装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR910001339A (ko) | 1991-01-30 |
| KR0137015B1 (ko) | 1998-07-01 |
| JPH0320552A (ja) | 1991-01-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |