JPH0252976A - 冷凍、冷蔵庫の冷却運転方式 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、冷凍、冷蔵庫又は冷凍、冷蔵ショーケースの
冷却運転方式に関する。

（ロ）従来の技術 一般に、この種の冷凍、冷蔵庫又は冷蔵ショーケース等
においては、冷却空気を強制的に庫内に循環して冷却し
ている。

そして、庫内を所定の温度範囲内に保つために冷却装置
の運転制御が色々な方式で行われている。

これら運転方式で良゛く用いられるものはサーモサイク
ル運転方式と呼ばれるもので、これは庫内温度を温度検
知器で検知し、その結果に基づきサーモスタット等の温
度制御器を働かせて、圧縮機の駆動、停止又は液電磁弁
の開閉により冷却装置への液冷媒供給の開始と中断の制
御を行って、冷却装置のＯＮ、ＯＦＦ制御を成す方式と
なっている。

更に、通常、このサーモサイクル運転で制御し、仮にこ
の制御に故障が生じその機能が失われた時は、予め定め
た時間の冷却装置の運転、停止（液冷媒の供給、中断）
が周期的に行われる運転制御、即ちデユーティタイマを
用いたデユーティサイクル運転に切換続行されるシス゛
テムとなっていて、冷却が万全に行なわれるようにして
いる。

このように５通常サーモサイクル運転し、故障時にデユ
ーティサイクル運転に切換える運転方式は普通で、例え
ば実公昭６２〜１６６０１公報にも同様方式が記載され
ている。即ち、同公報によれば、制御システムＳ１は庫
内の温度状態をチエツクし、その状況に応じて冷却装置
の運転を制御し、もしこの制御システム部Ｓ１に異常が
生じたなら、安全制御部Ｓ２が作動して、冷却装置の運
転、停止を断続的に行う時間制御による庫内温度の一定
保持を成すようになっている。

ここで、上記サーモサイクル、デユーティサイクルの両
運転中、定期的に冷却装置の運転を停止して一定期間除
霜を行う除霜運転制御が加わり、この制御は別途設けた
除霜用タイマーにより実施される。

（ハフ発明が解決しようとする問題点 しかるに、サーモサイクル運転が故障で、デユーティサ
イクル運転に切換ねった時、デユーティサイクル運転が
必ずしも冷却期間の最初から始動するとは限らない。こ
れはデユーティサイクル運転を制御するデユーティタイ
マはサーモサイクル運転中、独立して動作しており、従
って、その切換時点が冷却装置の運転停止の場合、或い
は第４図のように運転してもその運転期間の途中であっ
たり、又、はぼ運転終了近くであったりして、少し運転
すると停止区間に入る場合等が起る。このような状況で
はその間に庫内温の上昇を招くことになる。又、定期的
に除霜が行なわれるがその間の冷却装置の運転停止によ
り庫内温の上昇が起き、除霜終了後の冷却に遅れを来た
す等の影響を及ぼす。特にサーモサイクル運転の故障に
より、デユーティサイクル運転に移って制御している時
の除霜運転終了時点に於いて、デユーティサイクル運転
がどのような状況から始まるかによって、この冷却遅れ
は大きく様相を異にしてくる。即ち、除霜運転を実施す
る除霜用タイマーと、デユーティサイクル運転を実施す
るデユーティサイクル運転用タイマーとは、それぞれ独
立作動している関係上、除霜終了時点が、デユーティサ
イクル運転のＯＦＦ、所謂、液冷媒供給の中断に当った
り、又は運転ＯＮであるがその期間の終了時点に近く、
液冷媒供給が開始されるも、それが短時間で中断する状
況に当たる場合もある。このような場合は実質的に除霜
期間の延長や、或いは短時間を置いて再び除霜となる状
況となって、更に庫内温度の上昇を招き、冷蔵品の品質
低下に継がる。

特に、最近、魚、肉製品等をより長期に亘って鮮度良好
に保つべく、氷温域と称するＯ℃近辺でかつ、その上下
温度帯域の狭い温度範囲（例えば、−２℃でその上下温
度幅±０．５℃）で制御し貯蔵する冷悪方式が提案され
ているが、この氷温冷蔵ではその温度範囲のオーバー現
象は即、商品の品質悪化に陥り大きな問題となる。

ところで、この庫内温上昇の究明状況は、第６図及び第
７図の（ａ）図、（ｂ）図のタイムチャートで更に詳し
く示されている。第６図は除霜時間２５分、デユーティ
サイクル運転の運転ＯＮ時間１５分、ＯＦＦ時間３分の
場合で、除霜終了後、運転が１分３０秒行なわれ、運転
ＯＦＦに入るケース。第７図の（ａ）図は除霜終了時点
が、運転ＯＦＦの中途に当るケースで、同（ｂ）図は、
除霜終了時点が、運転ＯＦＦから始まるケースをそれぞ
れ示している。尚、同図中、Ｔ３゜Ｔｓ’　は除霜時間
、Ｔ、Ｔ’は運転ＯＮ時間、ｔ。

ｔ′は運転ＯＦＦ時間である。

このような問題点が存在するが、前記した実公昭６２−
１６６０１号公報記載の制御装置では、故障によるサー
モサイクル運転からデユーティサイクル運転への切換・
時、デユーティサイクル運転は冷却運転の最初から始ま
るものではないし、又、デユーティサイクル運転中の除
霜終了後においても、同様に冷却運転の最初から始まる
ようになっておらず、上記した問題点を抱えている。

本発明は上記問題点に鑑みて成されたもので、デユーテ
ィサイクルの運転への切換時、又デユーティサイクル運
転中の除霜終了後、必ず冷却装置のＯＮから始まるよう
に成して、冷却を確実とし、又、除霜後の庫内温上昇を
低く抑え、安定した冷却が行えるよう成した冷凍、冷蔵
庫の運転方式を提供することを目的とする。

（二〕問題を解決するための手段 本発明の冷凍、冷蔵庫の冷却方式は通常、サーモサイク
ル運転で、冷却装置の運転及び停止を行い、サーモサイ
クル不能となった時、デユーティタイマによるデユーテ
ィサイクル運転によって設定した時間だけ冷却装置の運
転と停止を成すようになっており、デユーティサイクル
運転への切換時、又、その運転中の、除霜運転終了後に
それぞれ始まるデユーティサイクル運転は、常に冷却装
置の運転の初期から行なわれるようにしたものである。

（ホ）作　用 サーモスタット等の故障が無くサーモサイクル運転制御
が正常に行なわれている時は、その正常制御に基づいて
デユーティタイマをリセット状態にしている。従って、
もしサーモスタットの故障が検知されてそれに基づいて
サーモサイクル運転からデユーティサイクル運転に切換
られた時、初めてデユーティタイマは始動し、冷却装置
の運転計時を初期から行ない、正規の設定された時間の
冷却運転を行なうことになる。よって、切換時にも確実
に冷却が成されて庫内の温度維持は十分に行なわれる。

又、デユーティサイクル運転中で、定期的に行なわれる
除霜運転により、除霜を終了するとそれに伴い除霜終了
信号が出力され、この除霜終了信号を利用して、デユー
ティサイクル運転を実行するデユーティサイクル運転用
タイマーをリセットするようリセット信号として入力さ
せる。そうすると、除霜終了後始まるデユーティサイク
ル運転は必ず冷却装置運転の期間の初期から始まるよう
になるので、除霜によって上昇した庫内温は直ちに低下
傾向となり、目標とする庫内温度に短時間で到達し、貯
鷹品の品質低下を防ぎ得る。

（へ）実施例 以下１本発明の一実施例を図面に基づき説明する。第１
図はオープン型の冷凍、冷蔵ショーケースの構造を示す
断面図で、１はショーケース本体で、該本体１内には内
外二重りの冷気循環路２．３が設けられ、各循環路２．
３にはそれぞれ循環用ファン４．５が配されていると共
に、内側の循環路２には図示しない圧縮機及び疑線温と
共に冷媒回路を構成する冷却器６が配され、この冷却器
６で熱交換された冷気を庫内に循環してショーケース本
体１の前方間ロアに内外二重の冷気エアーカーテン８．
９を形成して、外気と庫内を遮断し庫内を冷・却してい
る。１０は内側の循環路２で、かつ冷気吐出口１１の近
傍に配され、内層循環冷気の温度を検知する検温部で、
その検知信号は信号伝達線１２で、冷却運転を全体的に
制御する制御部１３に接続されている。

従って、庫内を所定の温度に、はぼ一定に保つために、
冷却器６の運転を予め設定された基準温度の上限値で作
動させ、下記値で停止するというサーモサイクル運転制
御が成されるが、この制御をこの検温部１０の信号に基
づいてマイコンを含む制御部１３が判断、実行処理する
。即ち、検温部１０が吐出空気の温度を検知し、その温
度が設定温度の上限値を超えたら、制御部１３により圧
縮機を廓動し冷却が行なわれ、その温度が下限値に至っ
たら圧縮機の運転を停止するという具合である。また、
制御する冷凍、冷蔵庫等が複数台の場合は、冷媒回路に
おいて蒸発器（冷却器）６への液冷媒供給、の開始、中
断を制御部１３からの指令で液電磁弁１６等を制御する
ことにより同様にサーモサイクル運転される。ここで上
述した冷却運転の制御に付いて更に詳しく第２図の冷却
運転に関する全体の制御ブロック図に基づき説明すると
、同図で、マイコン１７を含む制御部１３は庫内の温度
等を表示する表示部１７や、・液冷媒供給用の電磁弁１
６を開閉したり、除霜ヒータ１８を通電制御したりする
制御出力部１９に指令を発する。又、温度入力部２０に
は検温部ＩＯからの検知信号及び除霜運転の復帰を決定
する霜取復帰温度センサ２１からの信号等が入力し、更
に制御部１３に入力するようになっている。従って、サ
ーモサイクル運転時には、ＲＡＭ２４に格納している実
行プログラムに従い、先ず検温部の検知出力が温度入力
部２０を介して、制御部１３の入出力部２３に入力され
、ＲＯＭ２２に記憶している庫内温の上下限値温との比
較処理がマイコン１７でされて、その結果により電磁弁
１６の開閉が行なわれて冷却運転制御される。又、サー
モサイクル運転中、タイマ２５が作動し、所定の期間（
２，５〜３時間）を経過すると、＃ｆｆｉを開始するよ
うになる。このタイマ２５は、前述した除霜期間を定め
る除霜用タイマ１５と、設定された時間の冷却運転とそ
の停止を繰り返させるデユーティサイクル運転用タイマ
１４の両機能を果す。従って、除霜期間になると、制御
部Ｉ３は除霜指令を出力して制御出力部Ｉ９を介し、除
霜ヒータ１８を通電する。除霜の終了間近になって蒸発
器６の近傍に配した霜取復帰用温度センサＺ１の検知出
力により霜取復帰となって再びサーモサイクル運転に戻
る。

ところで、信号伝達線１２が断線等により検温部１０か
らの信号が制御部１３に入力せず、サーモサイクル運転
の制御機能が失われた時、時間による冷却器６のＯＮ　
、　ＯＦＦ制御を行うデユーティサイクル運転に切り換
えられて冷却を続行できるシステムとなっている。その
ための手段として、制御部１３内には、その場合に作動
するデユーティサイクル運転用タイマー１４が設けられ
ている。今、温度による制御、即ちサーモサイクル運転
と、これが故障した時に代替機能を果す時間による制御
、即ちデユーティサイクル運転のタイムチャートを第４
図に示しである。この図で判るように、サーモサイクル
運転制御が故障すると、それが検知されて。

運転ＯＮＮ時間１介 持つデユーティサイクル運転用タイマー１４が，リセッ
トされた状態，即ち初期状態から始動し、冷却器６への
運転制御機能を実行する。従って、それ以降、具体的に
は圧縮機の運転を１５分、停止を３分の周期で繰り返し
たり，液電磁弁１６の開放を１５分、中断を３分等の液
冷媒供給制御を行って庫内温度を制御する。

一方．これらサーモサイクル運転及びデユーティサイク
ル運転とは独立して別途定めた周期で除霜運転が成され
る。１５がその除霜用タイマーで、これはある一定時間
（２．５〜３時間）冷却運転方式動して冷却器６の除霜
を一定期間（２５分）、定期的に行う。従って、サーモ
サイクル運転が故障でデユーティサイクル運転を行って
いて、除霜運転が時間的に重なった場合、そのタイムチ
ャートは第５図に示す状態になる。同図で除霜が開始さ
れると、デユーティサイクルによる制御もその期間停止
される。そして、２５分間の除霜運転が行われる。除霜
が終了するとその時点からデユーティサイクル用タイマ
ー１４が再動作するが、従来では単にこのタイマー１４
の計時が継続するだけであるが、除霜終了時点がこのタ
イマー１４において、点線図に示す如く，運転ＯＮ終了
に近いと言うことがある。このような時、圧縮機の運転
がほんの僅かの時間だけ行なわれ、直ぐ停止してしまい
，除霜による２５分と，短時間を置いての３分停止の合
計２８分もの圧縮機の停止状態を引き起し、この間の庫
内温上昇を招き、問題となる。然し、本発明では、この
ような場合も除霜運転を終了すると，除霜終了信号Ｐを
用いて、デユーティサイクル運転用タイマー１４に初期
状態に戻るようタイマーリセットを掛ける。この結果、
除霜終了後，再動作するこのタイマー１４のタイムチャ
ートは斜線に示す如＜、１５分間の運転ＯＮ時間から始
動し，以後このタイマー１４に基づいてデユーティサイ
クル運転制御が行われる．よって、除霜が終わると、必
ず冷却運転となるので、除霜により温度上昇した庫内は
急速に低温状況に戻されるようになり、貯蔵品の安定し
た冷却が行われるので１品質の低下を回避できる。

今１本発明の冷却運転方式を第３図の全体の制御フロー
図で更に説明すると、電源投入によりスタートし、先ず
除霜運転をする時期かどうが判定３０を行ない、その時
期でなければ（Ｎｏ）、検温部１０が断線等の異常があ
るか否か判定３１を行ない、異常なければ（ＮＯ）、温
調制御、即ちサーモサイクル運転４０を実行する。そし
て、この温調制御４ｏに基づいてデユーティ用の１５分
タイマリセット４１を行なう。即ち、冷却装置の運転状
況となる冷媒供給用電磁弁１６を１５分間ＯＮ（開）と
する１５分タイマは常にリセット状態とされサーモサイ
クル運転故障によりデユーティサイクル運転に切換られ
た時に、いつもこの１５分タイマは最初から始動するよ
うに準備されている。次に、再び判定３ｏに戻り、これ
を繰り返し，サーモサイクル運転中となる。サーモサイ
クル運転が一定期間（２．５〜３時間）行なわれると、
除霜運転の時期となり、判定３０でＹＥＳとなリ、除霜
運転制御４６を実行し、霜取り復帰用温度センサ２１よ
りの検知出力があって霜取運転制御終了の判定３４を行
ない、終了するまで除霜運転制御４６を続行し、判定３
４で霜取終了となると（ＹＥＳ）、デユーティ用１５分
タイマリセット４７を行なう。即ち、除霜運転終了時に
は必ずデユーティサイクル運転用タイマ１４はリセット
される。判定３１により、検温部の異常が検知されると
（ＹＩＥＳ）デユーティサイクルタイマ１５によるデユ
ーティサイクル運転に切換ねる。即ち、デユーティ用１
５分タイマはＯからスタートし経過時間の判定３２を行
なう。そして、電磁弁１６のＯＮ（開）運転４２を行な
い、これと共に、電磁弁を３分０ＦＦ（閉）するデユー
ティ用３分タイマリセット４３を実行する。よって、デ
ユーティサイクル運転切換時には、デユーティ用１５分
タイマは完全に１５分間の動作を行なう。判定３２で１
５分経過すると（ＹＥＳ）デユーティ３分タイマの始動
に移りその経過時間の判定３３を行なう。３分タイマは
電磁弁１６のＯＦＦ　（閉）の実行４４をする。判定３
３により３分間経過すると（ＹＥＳ）、デユーティ用１
５分タイマリセット４５を行なう。このようにして、デ
ユーティサイクル運転中、１５分間の冷却装置の運転、
３分間の停止を行なう。

ところで、上記のデユーティサイクル運転が続行し、一
定期間（２，５〜３時間）経つと、除霜運転の時期とな
り、その判定３０によって除Ｔ４ｊ運転制御４６がサー
モザイクル運転時と同様に行なわれる。そして、その終
了の判定３４が霜取復帰用温度センサ２１が検知するま
で成されるが、その霜取時間は普通２５分程度と見做さ
れている。よって、はぼ２５分経って霜取終了となると
（ＹＥＳ）、デユーティ用１５分タイマリセット４７が
実行されて、除霜終了後に再び行なわれる冷却装置の運
転は必ずデユーティ用１５分タイマのＯ（初期）より始
まって、必ず１５分間の電磁弁１６のＯＮ（開）の実行
となる。以後、同様にして３分間の電磁弁ＯＦＦ　（閉
）となり、これを繰り返す。

（ト）発明の効果 以上の様に、通常サーモサイクル運転で冷却装置の運転
、停止制御をし、このサーモサイクル運転故障時には、
デユーティタイマにより設定した時間による運転、停止
を成すデユーティサイクル運転制御に切換られる冷却運
転方式において、サーモサイクル運転中、常にデユーテ
ィサイクル用タイマをリセット状態とし、又、運転状況
がデユーティサイクル運転である時、定期的に実施され
る除霜運転終了後は、除霜終了信号によりデユーティタ
イマを初期状態に戻すようリセットさせたので、常に、
デユーティサイクル運転は冷却装置の運転期間の最初か
ら始まるようになり、除霜時の庫内温上昇は極力抑えら
れる。よって従来の様にデユーティサイクル始動が運転
停止の区間であったり、或いは冷却運転を行っても短時
間で中断してしまったりして、実質的に除霜期間の延長
となって、庫内温を更に上昇させて商品の品質に悪影響
を与えていたのを防止できる。

特に、０℃近辺でかつ制限温度帯域の狭い氷温冷蔵制御
に於いて、本方式を採用することにより、より完全な氷
温貯蔵が期待できる。又、具体的には、サーモサイクル
運転中の運転信号及び除霜運転終了に基づくその終了信
号をデユーティサイクル運転用タイマーにリセット信号
として入力するだけの簡単な方式で実施し得るものとな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は冷凍、冷蔵庫の一種である前面開放型オープン
ショーケースの断面図、第２図は本発明冷却運転方式の
制御回路ブロック図、第３図は本発明運転方式の制御フ
ロー図、第４図はサーモサイクル運転とその故障後、作
動するデユーティサイクル運転との切換前後のタイムチ
ャート図、第５図は本発明運転方式による除霜運転前後
に係わるデユーティサイクル運転との関係を示すタイム
チャート図、第６図は従来方式によるデユーティサイク
ル運転と除霜運転とによる不具合を示すタイムチャート
図、第７図の（ａ）、（ｂ）図も共に第６図と同趣旨の
タイムチャートを示し、（ａ）図は除霜終了後、デユー
ティサイクル運転がＯＦＦの途中から始まる場合のタイ
ムチャート図、（ｂ）図は除霜終了後、デユーティサイ
クル運転がＯＦＦから始まる場合のタイムチャート図で
ある。 １・・・ショーケース本体　　１０・・・検温部１２・
・・信号伝達線　　　　１３・・・制御部慢４・・・デ
ユーティサイクル運転用タイマー１５・・・除霜用タイ
マー　　　Ｐ・・・除霜終了信号ぐ 一 ば】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 通常冷却装置の運転及びその停止を、庫内温度を検知し
   て制御するサーモサイクル運転を行い、サーモサイクル
   運転制御が不能となった時、設定した時間による冷却装
   置の運転及びその停止を行うデューティサイクル運転に
   切換られる冷凍、冷蔵庫の冷却運転方式において、上記
   デューティサイクル運転への切換時及びその運転中の定
   期的に成される除霜運転の期間終了後に始まるそれぞれ
   のデューティサイクル運転は常に冷却装置の運転の初期
   から行われるようにしたことを特徴とする冷凍、冷蔵庫
   の冷却運転方式。