JP5743866B2 - 冷却貯蔵庫 - Google Patents
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この冷凍冷蔵庫には、断熱的に区画された冷凍室(設定温度が低い)と冷蔵室(設定温度が高い)とが設けられ、各室には、圧縮機を有する共通の冷凍装置と循環接続された冷却器と、庫内ファンと、庫内温度を検知する庫内温度センサとが個別に設けられるとともに、各冷却器への冷媒の流入口側には開閉弁が備えられている。
また、冷凍室と冷蔵室のいずれも、庫内検知温度がそれぞれ対応する庫内設定温度の下限値に達した場合には圧縮機が停止される。そのとき、次回の圧縮機の起動がしやすいように両開閉弁は開かれるとともに、停止直後は、圧縮機の保護のために、3.5分程度の起動遅延時間(保護停止時間)が設けられている。
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、その目的は、圧縮機の停止中において庫内設定温度の低い側の貯蔵室が過度に温度上昇するのを防止するところにある。
圧縮機の保護停止時間中に、低温側貯蔵室の庫内温度が基準温度まで上昇しなかった場合には、庫内ファンの停止制御は行われず運転状態が維持され、保護停止時間経過後において、庫内温度が庫内設定温度の上限値に達したところで、圧縮機が起動されるとともに圧縮機の運転時に対応した庫内ファンの運転が再開されて冷却サイクルに入る。
すなわちこの発明によれば、圧縮機の再起動のタイミングの信頼性を担保した上で、圧縮機の停止中において庫内設定温度の低い側の貯蔵室が過度に温度上昇するのを防止することができる。
(1)前記ファン駆動制御装置が、圧縮機の保護停止時間が経過して圧縮機が再起動したのちの所定時間は、庫内ファンを停止状態に留める機能を備えている。
圧縮機の保護停止時間の経過後であっても、低温側貯蔵室の冷却器は未だ高温である可能性があり、その状態で圧縮機を再起動し併せて庫内ファンを運転すると、低温側貯蔵室に高温空気が送られて温度上昇を招くおそれがある。そのため本発明では、圧縮機が再起動されて冷却サイクルに入ってからの所定時間は庫内ファンを停止するようにしたから、停止中に冷却器の冷却に専念させ、所定時間経過後におもむろに庫内ファンを運転することで、冷気のみを送り込むことができる。いわゆる予冷を行うことで、低温側貯蔵室の過度の温度上昇をより確実に防止できる。
冷却器の温度が上昇してもなお庫内温度よりも低いと考えられる場合は、庫内ファンを停止することなくその運転を継続し、すなわち相対的な冷気を送り込むことで低温側貯蔵室の温度上昇を抑制することに利用する。
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。この実施形態1では業務用の横型(テーブル型)冷凍冷蔵庫に適用した場合を例示している。
図1により全体構造を説明すると、符号10は貯蔵庫本体であって、前面に開口した横長の断熱箱体により構成され、底面の四隅に設けられた脚11によって支持されている。貯蔵庫本体10の内部は、後付けされる断熱性の仕切壁12によって内部が左右に仕切られ、左側が冷凍室13F、右側が冷蔵室13Rとなっている。各室13F,13Rの前面の開口には揺動式の断熱扉(図示せず)が開閉可能に装着されている。
冷凍ユニット20は、図2に示すように、圧縮機21と、その圧縮機21の冷媒吐出側に接続した凝縮器22とを基台23上に設置したものであり、併せて凝縮器22を空冷するための凝縮器ファン22Aも搭載されている。
凝縮器22の出口側管路の途中に設けられた分岐部25から、冷凍側冷媒供給路26Fと冷蔵側冷媒供給路26Rが分岐して配管されている。冷凍側冷媒供給路26Fは、冷凍側電磁開閉弁27Fと上記した冷凍側冷却器17Fとが直列に設けられているとともに、冷蔵側冷媒供給路26Rには、冷蔵側電磁開閉弁27Rと上記した冷蔵側冷却器17Rとが直列に設けられている。両冷却器17F,17Rの出口側管路は合流部29において合流され、1本の冷媒還流路30として圧縮機21の吸入側に接続されている。なお構造的には、上記した合流部29は、図2に示すように、冷凍側冷却器17Fの出口に近いところに設定されている。
また、冷凍側冷却器17Fと冷蔵側冷却器17Rにはそれぞれ、除霜ヒータ32F,32Rと、除霜完了を擬制するべく冷却器温度を検知する除霜サーミスタ33F,33Rとが設けられている。
さらに、冷凍室13Fと冷蔵室13Rにおけるそれぞれの前面開口部の全周に亘って、防露ヒータ34F,34Rが埋設されている。
仕切壁12には両室13F,13Rに臨むようにして庫内灯35が設けられ、各室13F,13Rに設けられた断熱扉が開放されたときにドアスイッチ36F,36Rが閉じることで、庫内灯35が点灯するようになっている。
冷凍室13Fと冷蔵室13Rのいずれか一方において、庫内サーミスタ31F,31Rで検知された庫内温度が対応する庫内設定温度の上限値(ON温度:設定温度+1.5K℃)に達したら圧縮機21が運転状態とされる。
なお、温度上昇サイクルの間、庫内ファン18F,18Rが低速でかつ間欠運転されることにより、各室13F,13R内が適宜に撹拌されて庫内温度のばらつきが抑えられるようになっている。低速間欠運転は例えば、高速時の1/2の回転数で、かつ「15秒ON/100秒OFF」の間欠運転となっている。
本来、冷凍室13Fの庫内温度がON温度まで上昇すれば、圧縮機21が起動されるのであるが、上記したように圧縮機21の停止直後は、保護停止時間h(3.5分)が取られているために、その間に庫内温度のさらなる上昇が余儀なくされることになる。
駆動制御回路42では基本的には、圧縮機21の運転が停止したら冷凍側庫内ファン18Fは低速間欠運転され、かつ圧縮機21の停止後において圧縮機21の保護停止時間h(3.5分)中に、冷凍室13Fの庫内温度がON温度(本発明の基準温度に相当)に上昇したときには、同庫内ファン18Fを停止する制御を行うようになっている。
圧縮機21の停止に伴い温度上昇サイクルとなり、例えば冷凍室13Fの庫内温度がON温度まで上昇したら(タイミングt10)、庫内ファン18Fは高速運転される。これにより冷凍室13Fは冷却サイクルに入り、庫内温度が次第に低下する。
経時後、冷凍室13Fの庫内温度がOFF温度まで下降したら、冷蔵室13Rの庫内温度もOFF温度まで下降していることを条件として圧縮機21が停止され(タイミングt11)、このとき冷凍側庫内ファン18Fは低速間欠運転に切り換えられる。冷凍室13Fは温度上昇サイクルに入る。
ここで上記した理由により、圧縮機21の停止中(タイミングt11〜t13)は、冷凍側冷却器17Fが温度上昇する可能性があり、この間庫内ファン18Fは低速ながらも間欠運転されていることで冷凍室13Fが比較的早期に温度上昇する。冷凍室13Fの庫内温度がON温度に達したときは、本来圧縮機21が起動されるのであるが、上記したように保護停止時間h中の場合はそれが経過するまで圧縮機21は起動されない。そのため、ON温度に達した後も庫内ファン18Fが低速間欠運転が継続されると、同図の鎖線に示すように、冷凍室13Fの温度上昇がさらに進むところを、この実施形態では、ON温度に達したところで庫内ファン18Fの運転が停止されるから、同図の実線に示すように、冷凍室13Fの温度上昇が抑制されるところとなる。
以上により、圧縮機21の停止中において冷凍室13Fが過度に温度上昇することが防止される。
すなわちこの実施形態によれば、圧縮機21の再起動のタイミングの信頼性を担保した上で、圧縮機21の停止中において冷凍室13Fが過度に温度上昇するのを防止することができる。
実施形態1では、圧縮機21の停止後において圧縮機21の保護停止時間h中に、冷凍室13Fの庫内温度がON温度(基準温度)まで上昇したときに同庫内ファン18Fを停止する制御を行うようにしたが、上記の基準温度は、ON温度よりも低い別の温度であってもよい。
次に、本発明の実施形態2を図6によって説明する。この実施形態2は、上記実施形態1に例示した冷凍側庫内ファン18Fの駆動制御回路について、さらに別の機能を付加したものである。
上記実施形態1の制御時において、圧縮機21の保護停止時間hの経過後であっても、冷凍側冷却器17Fは未だ高温である可能性があり、その状態で圧縮機21を再起動し併せて冷凍側庫内ファン18Fを高速運転すると、冷凍室13Fに高温空気が送られて温度上昇を招くおそれがある。
制御形態を、図6のタイミングチャートに基づいて説明すると、冷凍室13Fの庫内温度がON温度まで上昇したとき(タイミングt12)が、圧縮機21の保護停止時間h内にあって、同タイミングt12において庫内ファン18Fが停止制御されたのち、保護停止時間hが経過したところで(タイミングt13)、圧縮機21の運転が開始されるが、同タイミングt13から30秒間は、庫内ファン18Fが引き続いて停止状態に留められる(予冷運転)。30秒が経過したら(タイミングt14)、庫内ファン18Fが高速運転されて、実質的な冷却サイクルに入る。その他の制御形態は、実施形態1と同様である。
上記実施形態2では、予冷を行う所定時間sを「30秒」としたが、他の任意の時間であってもよい。
図7は、本発明の実施形態3を示す。この実施形態3の冷凍側庫内ファン18Fの制御形態は、上記実施形態1の変形例ともいうべきものである。
実施形態1では、冷凍室13Fの庫内設定温度が「−18℃」に設定されている場合において、圧縮機21が停止した際には、冷凍側冷却器17Fの温度が「−8℃程度」まで上昇する可能性があって、その際に冷凍側庫内ファン18Fが低速間欠運転されると、高温空気が冷凍室13Fに送り込まれて冷凍室13F(設定温度が「−18℃」)が過度に温度上昇するおそれがあるため、それを回避するために庫内ファン18Fの運転を停止制御するようにしたものである。
そこでこの実施形態3の駆動制御回路では、冷凍側冷却器17Fに備えられた除霜サーミスタ33Fで検知された冷却器温度と、庫内設定温度に基づく圧縮機21のON温度(本発明の第1判断温度に相当)とを比較する比較部を備え、同比較部において、「冷却器温度≧ON温度」であったら、実施形態1と同様の庫内ファン18Fの制御を実行し、「冷却器温度<ON温度」であったら、庫内ファン18Fの低速間欠運転を実行する機能を備えている。
圧縮機21の停止に伴い温度上昇サイクルとなり、例えば冷凍室13Fの庫内温度がON温度まで上昇したら(タイミングt20)、庫内ファン18Fは高速運転される。これにより冷凍室13Fは冷却サイクルに入り、庫内温度が次第に低下する。
経時後、冷凍室13Fの庫内温度がOFF温度まで下降したら、冷蔵室13Rの庫内温度もOFF温度まで下降していることを条件として圧縮機21が停止され(タイミングt21)、このとき冷凍側庫内ファン18Fは低速間欠運転に切り換えられる。冷凍室13Fは温度上昇サイクルに入る。
(1)実施形態3では、冷凍室13Fの庫内温度がON温度(冷却を開始する温度)に達したときに、冷凍側冷却器17Fの温度もON温度(第1判断温度)に達しているか否かを判断して、冷凍側庫内ファン18Fを停止するか、低速間欠運転を継続するかを選択したのであるが、第1判断温度は、ON温度に限らず、例えば冷凍室13Fの庫内設定温度等、他の温度であってもよい。
したがって比較部において、「予測温度≧ON温度」であったら、実施形態1と同様の庫内ファン18Fの制御を実行し、「予測温度<ON温度」であったら、庫内ファン18Fの低速間欠運転を実行すればよい。
この変形例によれば、除霜サーミスタを装備していないものについても対応可能である。なお、本実施形態の冷凍冷蔵庫の場合は、周囲温度が「30℃」の場合は、冷凍側冷却器17Fの温度は「−8℃」まで上昇すると解っている。ただし、この予測温度は、周囲温度が変われば補正を掛けるべきであり、また冷凍回路が変更になれば、当然に数値も変わるものである。
図8は、本発明の実施形態4を示す。この実施形態4の冷凍側庫内ファン18Fの制御形態は、上記実施形態2に例示した「予冷制御」に改良を加えたものである。
実施形態2では、圧縮機21が再起動されて冷却サイクルに入ってからの所定時間s(30秒)は、冷凍側庫内ファン18Fを停止するようにし、すなわち同時間s内は冷凍側冷却器17Fの冷却に専念させる予冷を行う機能を付加することで、冷凍室13Fの温度上昇をさらに抑えるようにしていた。
圧縮機21の保護停止時間hが経過して圧縮機21の運転が開始される際(タイミングt30)、冷凍側冷却器温度と冷凍側庫内温度が比較され、ここで、「冷却器温度≧庫内温度」であると、冷凍側庫内ファン18Fは30秒間停止されすなわち予冷が実行され、30秒が経過したら(タイミングt31)、庫内ファン18Fが高速運転されて、実質的な冷却サイクルに入る。
一方、圧縮機21の保護停止時間hが経過して圧縮機21の運転が開始される別のタイミングのとき(タイミングt32)、「冷却器温度<庫内温度」であると、予冷を行うことなく直ちに冷凍側庫内ファン18Fが高速運転される。
(1)実施形態4では、冷凍室13Fの庫内温度がON温度(冷却を開始する温度)に達し、かつ圧縮機21の保護停止時間が終了して冷却サイクルに入ったときに、冷凍側冷却器17Fの温度と冷凍室13Fの庫内温度(第2判断温度)とを比較して予冷を行うか否かを選択したのであるが、冷却器温度と比較する第2判断温度は、冷凍室13Fの庫内温度に限らず、例えば冷凍室13Fの庫内設定温度等、他の温度であってもよい。
したがって比較部において、「固定温度≧庫内温度」であったら、実施形態2と同様に予冷制御を実行し、「固定温度<庫内温度」であったら、予冷を行うことなく直ちに冷凍側庫内ファン18Fの高速運転を実行すればよい。
この変形例によれば、除霜サーミスタを装備していないものについても対応可能である。なお、本実施形態の冷凍冷蔵庫の場合は、周囲温度が「30℃」の場合は、冷凍側冷却器17Fの温度は「−8℃」まで上昇すると解っている。ただし、この固定温度は、周囲温度が変われば補正を掛けるべきであり、また冷凍回路が変更になれば、当然に数値も変わるものである。
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)上記実施形態の冷凍冷蔵庫では、冷却制御運転中において、全貯蔵室(冷凍室と冷蔵室)の庫内検知温度がそれぞれ対応する庫内設定温度の下限値に達した場合には、圧縮機を停止しかつ全開閉弁(冷凍側の開閉弁と冷蔵側の開閉弁)を開放状態とする形態を例示したが、機種によっては、両貯蔵室の庫内検知温度が庫内設定温度の下限値に達して圧縮機が停止した直後の僅かな時間、冷蔵側の開閉弁を閉じ、その後に両開閉弁を開放する形態を採る。これは、圧縮機の停止直後に冷蔵側の開閉弁を開放すると、冷媒が冷蔵側冷却器に流入して蒸発し、冷蔵室の冷え過ぎ招くおそれがあってそれを防止するためである。
上記形態を採るものであっても、僅かな時間の遅れはあるものの圧縮機の停止後に両開閉弁が開放され、冷凍側の冷却器が冷蔵側の冷却器(冷媒)の影響を受けて温度上昇するおそれはあるから、このような一時的に冷蔵側の開閉弁を閉じる形態のものも、本発明の請求項1に記載されたところの、「全貯蔵室の庫内検知温度がそれぞれ対応する庫内設定温度の下限値に達した場合には、圧縮機を停止しかつ全開閉弁を開放状態とする」構成に含まれるものである。
(2)上記実施形態では、業務用の横型冷凍冷蔵庫を例示したが、縦型冷凍冷蔵庫についても、本発明は同様に適用することができる。
(3)上記各実施形態では2つの貯蔵室を備えたものを例示したが、互いに高低異なった庫内設定温度が設定される3以上の貯蔵室が設けられた冷却貯蔵庫全般について、適用可能である。
13R…冷蔵室
20…冷凍ユニット
21…圧縮機
17F,17R…冷却器
18F,18R…庫内ファン
27F,27R…電磁開閉弁
31F,31R…庫内サーミスタ(庫内温度センサ)
40…運転制御装置
41…庫内設定温度入力部
42…庫内ファン駆動制御回路
h…保護停止時間
Claims (4)
- 互いに高低異なった庫内設定温度が設定される複数の貯蔵室が設けられ、
各貯蔵室には、圧縮機を有する共通の冷凍装置と循環接続された冷却器と、庫内ファンと、庫内温度を検知する庫内温度センサとが個別に設けられるとともに、各冷却器への冷媒の流入口側には開閉弁が備えられており、
いずれか一の貯蔵室において、庫内温度センサで検知された庫内検知温度が対応する庫内設定温度の上限値に達したら圧縮機が運転状態とされ、
各貯蔵室では、庫内検知温度が対応する庫内設定温度の上限値に達したら開閉弁が開放されることにより冷却器の冷却動作を実行し、同庫内設定温度の下限値に達したら開閉弁を閉鎖することで冷却器の冷却動作を停止することを繰り返すことによって、庫内が対応する庫内設定温度に維持されるようになっており、
全貯蔵室の庫内検知温度がそれぞれ対応する庫内設定温度の下限値に達した場合には、圧縮機を停止しかつ全開閉弁を開放状態とするとともに、圧縮機の停止後は再起動までに所定の保護停止時間を設けた冷却貯蔵庫であって、
庫内設定温度が低い側の貯蔵室に配された庫内ファンについて、圧縮機の停止中は当該庫内ファンを運転し、かつ圧縮機の保護停止時間中に庫内検知温度が基準温度に上昇したときには同庫内ファンを停止するファン駆動制御装置が設けられていることを特徴とする冷却貯蔵庫。 - 前記ファン駆動制御装置が、圧縮機の保護停止時間が経過して圧縮機が再起動したのちの所定時間は、庫内ファンを停止状態に留める機能を備えていることを特徴とする請求項1記載の冷却貯蔵庫。
- 前記ファン駆動制御装置が、圧縮機の保護停止時間中に庫内検知温度が基準温度に上昇したときにおいて冷却器の温度と第1判断温度とを比較し、冷却器温度が第1判断温度よりも低い場合には庫内ファンの停止制御をキャンセルして運転を継続させる機能を備えていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の冷却貯蔵庫。
- 前記ファン駆動制御装置が、圧縮機の保護停止時間が経過して圧縮機が再起動する場合において冷却器の温度と第2判断温度とを比較し、冷却器温度が第2判断温度よりも低い場合には庫内ファンを所定時間停止させる制御をキャンセルして庫内ファンの運転を開始させる機能を備えていることを特徴とする請求項2または請求項3記載の冷却貯蔵庫。
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