JPH01147276A - 保冷庫の温度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、外気温の変化に影響されることなく保冷庫
内の温度を一定に保持でき、しかもエネルギ効率がよく
節電効果に優れた保冷庫の温度制御方法に関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来、保冷庫の温度制御は、庫内温度を検知してその検
知温度に基づき、冷凍機または加熱器、この場合はヒー
タを断続運転して行なっていた。

第６図の説明図は従来の保冷庫の温度制御方法の一例を
示すタイムチャートで、特性曲線（ａ）は保冷庫の庫内
温度を、波形（ｂ）は冷凍機の出力を、波形（Ｃ）は　
ヒータの出力を表わしている。なお、横軸は時間を、特
性曲線（ａ）の縦軸は温度を、波形（ｂ）、（ｃ）の縦
軸は各出力を表わしている。又、（ＴＨ）は保冷庫内の
上限温度、（Ｔｓ）は保冷庫制御目標温度、（Ｔ［）は
保冷庫内の下限温度を表わしている。まず、保冷庫電源
投入時に　庫内温度が下限温度（ＴＬ）より高いときは
、冷凍機を稼働する。

庫内温度が冷却され下限温度（ＴＬ）に達すると、冷凍
機を停止し、ざらにヒータを稼働する。次に庫内温度が
加熱され上限温度（ＴＨ）に達すると、ヒータを停止し
、冷凍機を稼働する。上記動作を繰り返して保冷庫内の
温度を制御していた。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のような従来の保冷庫の温度制御方法では、上記動
作を庫内温度と周囲温度の高低にかかわらず行なってい
たので、周囲温度が庫内温度より高く、周囲からの侵入
熱及び内部発熱により庫内温度が上昇するときでもヒー
タにより加熱し、又周囲温度が庫内温度より低く、庫内
から周囲への放熱量が内部発熱量よりも大きく庫内温度
が下降するときでも冷凍機により冷却しているため、エ
ネルギ効率が悪いという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、エネルギ効率の優れた省エネルギの保冷庫の
温度制御方法を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明の保冷庫の温度制御方法は、保冷庫の庫内温度
を検知してその温度情報に基つき冷凍機又は加熱器を断
続運転させて上記庫内温度を制御するものにおいて、保
冷庫の周囲温度を検知して、検知された周囲温度と上記
庫内温度情報と、上記両温度情報から演算される上記保
冷庫内から周囲への放熱量と、上記保冷庫内の内部発熱
量とを比較演算して、周囲温度が所定温度に達した上記
保冷庫の庫内温度より低く、上記放熱量が上記発熱量よ
りも大きい時は、加熱器の運転制御のみで所定の庫内温
度に維持し、周囲温度が所定温度に達した上記保冷庫の
庫内温度より低く、上記放熱量が上記発熱量よりも小さ
い時、及び周囲温度が所定温度に達した上記保冷庫の庫
内温度より高い時は、冷凍機の断続運転のみて所定の庫
内温度に維持するようにしたものである。

［作用］ この発明においては、所定温度に達した保冷庫内の熱収
支を演算し、その結果に基づいて、冷凍機または加熱器
を稼動し、従来例のように常時冷凍機または加熱器を交
互に稼動させることがないので、効率的な温度制御がで
き、エネルギ効率がよく、省土ネルギ化できる。

［実施例］ 以下、この発明を図について説明する。第１図はこの発
明の一実施例の保冷庫の温度制御方法に係わるブロック
図である。図において、（３０）は保冷庫の庫内空気を
冷却するための冷凍機、（４０）は保冷庫の庫内空気を
加熱するための加熱器で、この場合はヒータ、（１１）
は庫内温度検知器で、保冷庫内に取付けられ、その庫内
温度を検出するもので、この場合はサーミスタが用いら
れる。（１２）は周囲温度検知器で、保冷庫が設置され
ている周囲の温度を検知するもので庫外に取付けられ、
この場合はサーミスタが用いられる。（１３）は庫内制
御目標温度設定器で、保冷庫の制御目標温度（Ｔｓ）を
設定するものである。（１４）は上限温度設定器で、冷
凍機（３０）をオンするタイミングである上限温度（Ｔ
Ｈ）を設定するものである。（１５）は冷凍機（３０）
をオフするタイミング、又はヒータ（４０）をオンする
タイミングである下限温度（Ｔし）を設定するものであ
る。　（２０）は制御装置で、　庫内温度検知器（１１
）、及び周囲温度検知器（１２）で検知された庫内温度
（Ｔ）と周囲温度（Ｔ、ｉ、）が入力され、これらの温
度情報、両温度情報に基づき演算される周囲から保冷庫
内への侵入熱と保冷庫内から周囲への放熱量、及び保冷
庫内の内部発熱量を比較演算し、冷凍ＩＮ　（３０）及
びヒータ（４０）加熱量を制御する。

冷凍機（３０）が停止し、ヒータ（４０）による加熱が
ないときの保冷庫の熱収支は次式で表わされる。

ｔ 但し、Ａ　：保冷庫の伝熱面積 Ｃ：保冷庫の熱容量 Ｋ　：保冷庫の熱通過率 Ｔ　：保冷庫の庫内温度 Ｔａ１ｒ：周囲温度 ｔ　：時間 Ｑ［ＮＴ：　内部発熱量 上記間係式より　Ｔ８＋ｒ＞Ｔ−ＱＩＮＴ／に入のとき
ｄＴ　／ｄｔ＞　Ｏとなり、庫内温度は周囲から庫内へ
の侵入熱及び保冷庫の内部発熱により上昇する。

一方、Ｔ２２．≦Ｔ　　ＱＩＮ丁／ＫＡのときｄＴ／ｄ
ｔ≦０となり、庫内温度は周囲への放熱により下降する
。

制御装置（２０）では、人力された庫内温度（Ｔ）、周
囲温度（Ｔａ：ｒ）、及び予め定数として設定された保
冷庫の伝熱面積（Ａ）、熱通過率（Ｋ）、内部発熱量（
ＱＩＮＴ）により　Ｔ　ａ　＋　ｒとＴ　−Ｑ　ＩＮＴ
／　Ｋ　Ａの大小を比較し、Ｔ８□ｒ＞Ｔ　　ＱＩＮＴ
／ＫＡのとき、即ち周囲温度が保冷庫の庫内温度より高
い時及び周囲温度が保冷庫の庫内温度より低いが、放熱
量が発熱量よりも小さい時は、冷凍機（４０）及び加熱
器より熱の供給が無い状態で庫内温度が上昇するので、
例えは庫内温度が上限温度に達すると冷凍機（３０）を
稼動し、下限温度に達すると冷凍１！　（３０）を停止
するといった具合に冷凍機のみで庫内の温度を所定温度
に維持する。

一方、Ｔ　ａ　＋　ｔ≦Ｔ　−Ｑ　ＩＮＴ／　Ｋ　Ａの
とき、即ち周囲温度が保冷庫の庫内温度より低く、放熱
量が発熱量よりも大きい時は、冷凍機（４０）及び加熱
器より熱の供給が無い状態で庫内温度が下降するので、
冷凍機（３０）を停止し、例えばヒータ（４０）加熱量
を庫内制御目標温度（Ｔ　ｓ）と庫内温度（Ｔ）の偏差
によるＰＩ副制御より調整して庫内の温度を所定温度に
維持する。

次に、この実施例の動作について、第２図〜第５図の説
明図に示す保冷庫の温度制御方法の一例のタイムチャー
トを参考にして説明する。特性曲線（ａ）は保冷庫の庫
内温度を、波形（ｂ）は冷凍機の出力を、波形（Ｃ）は
ヒータの出力を表わしている。

なお横軸は時間を、特性曲線（ａ）の縦軸は温度を、波
形（ｂ）、（ｃ）の縦軸は各出力を表わしている。又、
（ＴＨ）は保冷庫内の上限温度、（Ｔｓ）は保冷庫の庫
内制御目標温度、（ＴＬ）は保冷庫内の下限温度を表わ
している。

第２図及び第３図は、周囲温度（Ｔａ：ｒ）が庫内制御
目標温度（Ｔ　ｓ）より高く、庫内温度（Ｔ）が上限温
度（ＴＨ）から下限温度（ＴＬ）の範囲内で　Ｔ、１゜
＞　Ｔ　　Ｑ　ＩＮＴ／　Ｋ　Ａを満足する場合の庫内
温度の制御例を示している。

第２図に示すように、保冷庫の電源投入時に、庫内温度
（Ｔ）が下限温度（Ｔし）より高いとき、まず冷凍機（
３０）を稼動し保冷庫内を冷却し、冷却され庫内温度が
下限温度（ＴＬ）に達すると冷凍機（３０）を停止する
。この状態で保冷庫の庫内温度（Ｔ）は周囲からの侵入
熱により上昇する。そこで、庫内温度（Ｔ）が上限温度
（ＴＨ）に達するまでこの状態を維持し、上限温度（Ｔ
Ｈ）に達すると再び冷凍機（３０）を稼動し下限温度（
ＴＬ）に達するまで冷却する。上記動作を繰り返すこと
によって保冷庫内の温度を上限温度（Ｔ　Ｈ）と下限温
度（ＴＬ）の範囲内に維持制御する。従って従来例のよ
うに冷凍機（３０）を停止したら、即ヒータ（４０）で
加熱して庫内温度を上昇させるというようなエネルギの
無駄を省けるとともに効率的に温度制御ができる。

第３図に示すように、保冷庫の電源投入時に、庫内温度
（Ｔ）が下限温度（Ｔ　Ｌ）より低いときは、まず庫内
温度が下限温度（Ｔ　Ｌ）に達するまで　ヒータ（３０
）により加熱する。下限温度（Ｔし）に達し、ヒータ（
３０）をオフにしても保冷庫の庫内温度（Ｔ）は周囲か
らの侵入熱により上昇する。そこで庫内温度（Ｔ）が上
限温度（ＴＨ）に達すると冷凍機（３０）を稼動し冷却
し、下限温度（ＴＬ）に達すると冷凍ＩＮ（３０）を停
止する。上記動作を繰り返すことによって、第２図の場
合と同様効率的に　保冷庫内の温度を上限温度（ＴＨ）
と下限温度（ＴＬ）の範囲内に維持制御できる。

一方、第４図及び第５図は、周囲温度（Ｔ、ｉ、）が庫
内制御目標温度（Ｔ　ｓ）より低く、庫内温度（Ｔ）が
上限温度（’ｒ　）Ｉ）から下限温度（ＴＬ）の範囲内
でＴ　ａ　ｉ　ｒ≦Ｔ、　　Ｑ　ＩＮＴ／　Ｋ　Ａを満
足する場合、即ち周囲温度が上記庫内温度より低く、放
熱量が内部発熱量より大きい場合の庫内温度の制御例を
示している。

第４図に示すように、保冷庫の電源投入時に、庫内温度
（Ｔ）が上限温度（Ｔ　Ｈ）より高いとき、まず冷凍機
（３０）を稼動し保冷庫内を冷却し、冷却され庫内温度
が上限温度（Ｔ　Ｈ）に達すると冷凍ＩＮ（３０）を停
止する。この状態で保冷庫の庫内温度（Ｔ）は周囲への
放熱により下降する。そして、庫内温度（Ｔ）が下限温
度（Ｔ　Ｌ）に達すると、ヒータ（４０）により加熱す
る。このとき、庫内温度（Ｔ）と庫内制御目標温度（Ｔ
　ｓ）との偏差に基づ＜ＰＩ副制御よリヒータ加熱量を
調整し、庫内温度（Ｔ）を庫内制御目標温度（Ｔｓ）に
維持制御する。従って、余分にエネルギを使用すること
なく効率的に温度制御ができる。

また第５図に示すように、保冷庫の電源投入時に、庫内
温度（Ｔ）が下限温度（ＴＬ）よりも低いときは、ヒー
タ（４０）の加熱量を１００％とし、庫内温度（Ｔ）を
下限温度（ＴＬ）まで上昇させた後、庫内温度（Ｔ）と
庫内制御目標温度（Ｔｓ）との偏差に基づ＜−ＰＩ副制
御よりヒータ加熱量を調整し、庫内温度（Ｔ）を庫内制
御目標温度（Ｔ　ｓ）に維持制御する。従って、余分に
エネルギを使用することなく効率的に温度制御ができる
。

このようにこの実施例においては、季節、時間帯、保冷
庫設置場所等によって変化する周囲温度、保冷庫から周
囲への放熱量及び保冷庫の内部発熱等を考慮に入れて、
冷凍機及び加熱器の動作を制＝１１− 御し、庫内温度をほぼ一定に維持しており、余分にエネ
ルギを使うことなく効率的な温度制御ができ、節電でき
る。

なお、上記実施例では、庫内から周囲への放熱量が保冷
庫内部発熱量よりも大きく庫内温度（Ｔ）が下降する低
い周囲温度のとき、庫内温度（Ｔ）を庫内制御目標温度
’（Ｔｓ）に一定に維持するためのヒータによる加熱量
は、庫内温度と庫内制御目標温度（Ｔ　ｓ）との偏差に
基づ＜ＰＩ副制御より求めたが、ＰＩＤ制御や他のフィ
ードバック制御であってもよく、同様の効果を奏する。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば　保冷庫の庫内温度を
検知してその温度情報に基づき冷凍機又は加熱器を断続
運転させて上記庫内温度を制御するものにおいて、保冷
庫の周囲温度を検知して、検知された周囲温度と上記庫
内温度情報と、上記両温度情報から演算される上記保冷
庫内から周囲への放熱量と、上記保冷庫内の内部発熱量
とを比較演算して、周囲温度が所定温度に達した上記保
冷庫の庫内温度より低く、上記放熱量が上記発熱量より
も大きい時は、加熱器の運転制御のみで所定の庫内温度
に維持し、周囲温度が所定温度に達した上記保冷庫の庫
内温度より低く、上記放熱量が上記発熱量よりも小さい
時、及び周囲温度が所定温度に達した上記保冷庫の庫内
温度より高い時は、冷凍機の断続運転のみで所定の庫内
温度に維持するようにしたので、効率的な温度制御がで
き、エネルギ効率がよく省エネルギ化できる効果かある
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の保冷庫の温度制御方法に
係わるブロック図、第２図〜第５図はそ制御方法を示す
説明図、第６図は従来の保冷庫の温度制御方法の一例を
示す説明図である。 図において、（１１）は庫内温度検知器、（１２）は周
囲温度検知器、（１３）は庫内制御目標温度設定器、（
１４）は上限温度設定器、（１５）は下限温度設定器、
（２０）は制御器、（３０）は冷凍機、（４０）は加熱
器、（ＴＨ）は保冷庫内の上限温度、（Ｔ　ｓ）は保冷
庫制御目標温度、（工し）は保冷庫内の下限温度で、　
特性曲線（ａ）は保冷庫の庫内温度を、波形（ｂ）は冷
凍機の出力を、波形（ｃ）は加熱器の出力を表わしてい
る。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 保冷庫の庫内温度を検知してその温度情報に基づき冷凍
   機又は加熱器を断続運転させて上記庫内温度を制御する
   ものにおいて、保冷庫の周囲温度を検知して、検知され
   た周囲温度と上記庫内温度情報と、上記両温度情報から
   演算される上記保冷庫内から周囲への放熱量と、上記保
   冷庫内の内部発熱量とを比較演算して、周囲温度が所定
   温度に達した上記保冷庫の庫内温度より低く、上記放熱
   量が上記発熱量よりも大きい時は、加熱器の運転制御の
   みで所定の庫内温度に維持し、周囲温度が所定温度に達
   した上記保冷庫の庫内温度より低く、上記放熱量が上記
   発熱量よりも小さい時、及び周囲温度が所定温度に達し
   た上記保冷庫の庫内温度より高い時は、冷凍機の断続運
   転のみで所定の庫内温度に維持するようにしたことを特
   徴とする保冷庫の温度制御方法。