JPH0264806A - 温度制御装置 - 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 本発明は被制御空間内の物品の温度を制御するものに関
し、特に冷却若しくは加熱手段を上限温度と下限温度の
間で運転若しくは停止する温度制御装置に関する。

（ロ）従来の技術 従来例えば冷蔵庫では、収納物品の温度（’ｉ’Ａ＞を
０℃に設定して制御しようとする場合は、０℃の上下例
えば＋０．５℃と−０，５°Ｃをそれぞれ上限温度（Ｔ
−と下限温度（’ｒｔ）とし、庫内冷気温度（ＩＰ）を
検知する温度制御装置により、（Ｉ、）が（ＴＬ）に低
下して冷却装置の圧縮機を停止し、（Ｔ、）に上昇して
圧縮機を運転する如く構成されている。この状態を第８
図に示す。第８図は冷蔵庫の設置された周囲の温度が＋
２０℃である場合の各温度の時間推移と圧縮機の運転状
態を示す、圧縮機は温度（工、）が低下して（工Ｌ）よ
り下ると停止し、温度（Ｔ、）が上昇して（Ｔ−より高
くなると起動するが、センサーや冷却装置の応答遅れに
より（Ｔ、）はオーバーシュートを繰り返してサイクル
する。収納物品の温度（ＴＡ）はそれ自体の熱容量のた
め（’［’？）程大きく変化せず、（丁、）の変化を面
積平均した温度、即ちこの場合（ｔｐ）は略＋１°Ｃと
−１，２°Ｃの間で変化しているので（ＴＡ）は約−０
，１℃で略安定する。

（ハ）発明が解決しようとする課題 一方第９図は冷蔵庫の設置された周囲の温度が高く＋３
５℃である場合の同装置の動作を示す。

庫内冷気温度（ＴＰ）のオーバーシュートは温度変化が
速い程大きくなる。この場合、周囲温度が高いことによ
り庫内への熱リークの量も大きく、従って温度上昇は速
く、冷却装置の冷却による温度低下は遅くなり、そのた
め温度上昇時のオーバーシュートは大となる。その結果
温度（ＴＰ）の変化を面積平均した物品の温度（ＩＡ）
も上昇して＋１°Ｃとなってしまう。

即ち、物品の温度は設定値が一定であっても周囲温度に
よってドリフトしてしまい、所望の温度が得られない問
題があった。この事は庫内に発熱物（例えば螢光灯）が
ある場合も同様である。

従来ではこれを解決するために周囲温度を検出するセン
サーを追加し、これの検出値に基づいて温度（’ｒＡ）
を設定値に近づける様にしていたが、電気回路が複雑と
なり、又、コスト高となる。更に冷蔵庫の据え付は条件
によってはセンサーが正しく周囲温度を検出できない場
合もあり、更に又、庫内の発熱に対しては効果がない問
題があった。

本発明は斯かる課題を解決することを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は被制御空間の冷却若しくは加熱手段と、前記被
制御空間の温度に基づき該手段を上限温度と下限温度と
の間で運転若しくは停止することにより前記被制御空間
内の物品の温度を所定の値に制御する温度制御装置であ
って、前記により前記上限温度及び又は下限温度を変更
する様構成したものである。

（＊）作用 本発明によれば運転時間が長く停止時間が短い場合は温
度上昇が速く、温度低下速度が遅いのであるから周囲温
度が高い、或いは庫内に発熱物がある状況であるものと
、又、運転時間が短く停止時間が長い場合は温度上昇が
遅く温度低下が速いのであるから周囲温度が低い状況と
判断し、それに基づいて物品の温度が設定値になるよう
に上限温度及び又は下限温度を変更することができる。

（へ）実施例 次に図面に基づいて本発明の、実施例を説明する。第１
図は被制御空間を冷却する場合の実施例としての冷蔵庫
（１）の縦断面図を示す。断熱箱体（２）の庫内（３）
には周知の冷凍サイクルから成る冷却装置に含まれる冷
却器（４）が設置され、下部機械室（５）には同様に冷
却装置に含まれる圧縮機（６）が設置されている。冷却
器（４）で冷却された冷気はファン（７）にて庫内（３
）に循環きれ、庫内（３）に収納された物品（８）を冷
却する。（９）は庫内（３）の温度（Ｔ、）を検出する
サーミスタ等の感温素子からなるセンサーである。

第２図は本発明の温度制御装置（１０）の電気回路図を
示す。（１１）は周知の１チツプマイクロコンピユータ
であり、その入力には庫内（３）の設定温度（Ｔ、）の
設定スイッチ（１２）の出力及びセンサー（９）の出力
が入力される。マイクロコンピュータ（１１）の出力は
ドライバ（１３）に入力され、このドライバ（１３）に
よって圧縮機（６）の運転及び停止が行われる。

次に第３図は温度制御装置（１０）の機能ブロック図を
示す、　（１５）は設定スイッチ（１２）を有する設定
入力部、（１６）はセンサー（９）を有する検出入力部
であり、又、（１７）は検出入力部（１６）の出力を所
定のデータ形式に変換するＡ／Ｄ変換部である。（１８
）は設定入力部（１５）から出力される設定温度（Ｔ、
）に関するデータに基づき、その上下に上限温度（ＴＨ
）と下［温度（’ｒｔ）から成るヒステリシスを設定し
、検出入力部（１６）から出力される庫内（３）の温度
（ＴＰ）と比較する比較部で、温度（ＴＰ）が（Ｔ）Ｉ
）以上となって圧縮機（６）に運転指令を発し、（Ｉｐ
）が（ＴＬ）以下となると圧縮機（６）に停止指令を発
する。

（１９）は減算タイマーで比較部（１８）から停止指令
が発せられた時点で減算を開始し、カウントデータメモ
リ（２０）内の値を減算して行く。又、（２１）は比較
部（１８）から停止指令が発せられ時点でカウントデー
タメモリ（２０）に例えば１２分の初期値（ｔ、）を設
定する初期値設定手段である。（２２）は下限温度演算
部で比較部（１８）から運転指令が発せられた時点でメ
モリ（２０）に残った値（１）により下限温度（ＴＬ）
を算出し、比較部（１８）にこの算出値を送って下限温
度（ＩＬ）を設定する。

次に第４図及び第５図のマイクロコンピュータ（１１）
のソフトウェアを示すフローチャート及び第６図及び第
７図の各部温度の時間推移を示す図を参照して動作を説
明する。第４図は圧縮機（６）の制御用のフローチャー
トであり、ステップ（２５）で総てをリセットし、ステ
ップ（２６）で庫内（３）の温度（Ｔｐ）が上限温度（
ＩＮ）以上か否か判断し、以上であればステップ（２７
）でＯＮフラグがセットされているか判断し、ステップ
（２５）でリセットされているからステップ（２８）に
進みＯＮフラグをセットし、次にステップ（２９）でＯ
ＦＦフラグがセットきれているか判断し、同様にリセッ
トされているからステップ（３０）で運転指令を発する
。マイクロコンピュータ（１１）から運転指令が発せら
れるとドライバ（１３）は圧縮機（６）を起動し、以後
運転を継続する。圧縮機（６）が運転されて冷却器（４
）に冷媒が循環すると庫内（３）は冷却されて行く。ス
テップ（２７）でＯＮフラグがセットされていればステ
ップ（２６）に戻る。又、ステップ（２９）でＯＦＦフ
ラグがセットされていてもステップ（２６）に戻る。温
度（Ｔ、〉が低下して上限温度（Ｔ□）を下回るとステ
ップ（２６）から（３１）に進み下限温度（工、）以下
か否か判断し、否であればステップ（２６）に戻る。冷
却の継続によって温度（ｒｐ）が第６図の時刻（１，）
に下限温度（ＴＬ）以下となるとステップ（３１）から
（３２）に進み、ＯＮフラグがリセットされているか判
断し、セットされているからステップ（３３）でＯＮフ
ラグをリセットし、ステップ（３４）で停止指令を発す
る。マイクロコンピュータ（１１）から停止指令が発せ
られるとドライバ（１３）は圧縮機（６）を停止する。

ステップ（３２）でＯＮフラグがリセットされていれば
ステップ（２６）に戻るので停止指令は温度（ＩＰ）が
低下して下限温度（ＴＬ）に到達した時点でのみ発せら
れることになる。圧縮機（６）が停止して温度（Ｔｐ）
が上昇して第６図の時刻（ｔ、）で上限温度（ＴＨ）以
上となるとＯＦＦフラグがセットされていない限りステ
ップ（３０）で運転指令が再び発せられる。

次に第５図に於いて、ステップ（３６）で停止指令が発
せられたか判断し、未だ発せられていなければ元に戻る
。第６図の時刻（ｔ、）においてステップ（３４）で停
止指令が発せられるとステップ（３６）から（３７）へ
進みＯＦＦフラグをセットしステップ（３８）でタイマ
ー（１９）に初期値（ｔｏ）を設定する。このＯＦＦフ
ラグがセットされている間はステップ（２９）から（２
６）に戻るので運転指令は発せられない。次にステップ
（３９）でメモリー（２０〉の値（１）が零か判断し、
零でないからステップ（４０）に進みＯＦＦフラグがリ
セットされているか判断し、ステップ（３７）でセット
されているからステップ（４１）に進み、値（１）が９
分か否か判断し、否であるからステップ（４３）に進ん
でタイマー（１９）が減算し、次にステップ（４４）で
運転指令が発せられたか判断し、否であるからステップ
（３９）に戻る。これを繰り返えし、時刻（ｔ、）にお
いてステップ（３８）で初期値（ｔ、）である１２分が
メモリー（２０）に設定されてから３分経過するとステ
ップ（４１）で値（１）が９分となるのでステップ（４
２）に進みＯＦＦフラグをリセットする。これによって
ステップ（２９）から（３０）に進むので、運転指令を
発することが可能な状態となる。即ち、時刻（ｔｌ）で
圧縮機（６）が停止してから３分間は再起動は禁止され
る。これは圧縮機（６）の起動負荷軽減のために設けら
れる運転禁止期間である。

第６図の時刻（ｔ、）で運転指令が発せられるとステッ
プ（４４）からステップ（４５）に進み、メモリー（２
０）に残った値（１）を読み込み、ステップ（４６）で
（１）が９分以上か判断し、以上の時はステップ（４９
）に進み下限温度（ＴＬ）を−１，０°Ｃに設定する。

ステップ（４６）で（１）が９分より小さい場合はステ
ップ（４６）からステップ（４７）に進み下限温度（Ｔ
Ｌ）を次式に基づいて演算する。

即ち、（ｔ〉が０≦ｔく９（分）の間で変化すると（Ｔ
Ｌ）は−１，０＜ＴＬ≦０じＣ）の間で変更される。こ
の演算結果である下限温度（ＴＬ）はステップ（４８）
にて設定きれる。

以上の動作を第６図の実際の温度推移に沿って説明する
。第６図は冷蔵庫（１）の周囲温度が＋２ｏ　”ｃであ
り、設定温度（Ｔ、）は０°Ｃで上限温度（ｒＨ）は＋
０．５°Ｃに固定した場合を示す、この時温度（ＴＰ）
のオーバーシュートは上下共に然程激しくなく、下限温
度（ＴＬ）を−０，５°Ｃとした状態で圧縮機（６）が
停止してから再起動されるまでの時間、即ち、（ｔｏ　
　ｔ）は７．５分であり、従って（１）は４゜５分とな
ってステップ（４７）で演算される下限温度（Ｔ、）は
−０，５℃となる。この周囲温度では上限温度（ＴＭ）
が＋０．５℃、下限温度（ＴＬ）が−０，５℃で物品（
８）の温度（ＴＡ）は平均路−０，１℃になる。

次に第７図は冷蔵庫（１）の周囲温度が＋３５°Ｃであ
る場合を示す。この場合も設定温度（Ｔ、）は０°Ｃ１
上限温度（ＴＭ＞は＋０．５°Ｃである。周囲温度が高
いと庫内（３）への熱リークの量が多くなるので庫内（
３）の温度（ＴＰ）の上昇速度は速くなる。そのため圧
縮機（６）が停止してから再起動されるまでの時間、即
ち第７図中時刻（ｔ、）から（ｔ４）までの（ｔｏ　　
ｔ）が短くなり４．８分である。即ち、第７図中Ｐｉ点
と２１点を結ぶ直線（Ｌ、）の傾きは第６図中Ｐ３点と
２４点を結ぶ直線（Ｌ、）の傾きよりも急になるので庫
内（３）の温度（ｔｐ）の変化の度合は周囲温度が高い
方が低いものより大きくなる。この時メモリー（２０）
に残った値（１）は７．２分となるので、ステップ（４
７）での演算結果である下限温度（Ｉ’Ｌ）は−０，８
°Ｃとなる。即ち、温度（ＩＦ＞はより低温まで降下す
るので、オーバーシュートによって圧縮機（６）の停止
時に高い値まで上昇しても面積平均は略Ｏ″Ｃとなるの
で物品（８）の温度（ｒＡ）も平均θ℃の設定温度（Ｔ
、）に制御できることになる０以上は庫内（３）に発熱
源がある場合も同様である。

逆に周囲温度が低い場合は温度（Ｔ、）の上昇度合は鈍
くなり、（ｔｏ−ｔ）が長＜（ｔ）が小さくなるため下
限温度（Ｉ’Ｌ）は０℃に近づく。低周囲温度下では冷
却速度が速く、庫内（３）の温度（Ｔ、）の下方へのオ
ーバーシュートが大きくなるため、変化を面積平均した
物品（８）の温度（ＴＡ）は低下しようとする。しかし
乍ら（１）が小さくなることにより下限温度（Ｔ、）は
上昇するので（ＴＡ）は（Ｔ、）に近づくことになる。

ここで実施例では３分間の圧縮機（６）の再起動禁止期
間を作るためのタイマー（１９）を利用して停止期間（
ｔｏ−ｔ）を検出しているので温度（Ｔ、）の変化の度
合を検出するための格別なＲＯＭやＲＡＭの追加は不要
となり、１チツプマイクロコンピユータで十分実現でき
る・ 又、実施例では上限温度（Ｔ□）を固定し、下限温度（
ＴＬ）のみを変更したが、上限温度（Ｔｌ（）を変更す
るか、或いは双方（ＩＬ）　、　（Ｔ−を変更しても良
い。

この場合、メモリー（２０）内の（１）が大きい時は（
Ｔ□）を降下させ、Ｊ＼言い時は（ｒ、）を上昇させれ
ば良い。

更に実施例では圧縮機（６）の停止時間で温度（Ｔ、）
の変化の度合を検出したが、圧縮機（６）の運転時間で
検出しても良い。その場合は運転時間が長い時下限温度
（ＴＬ）を下げ、及び又は上限温度（１，）を下げる。

一方、短い時は（ＴＬ）を上げ、及び又は（１，）を上
げれば良い。

更に又、実施例では冷却装置を具備した冷蔵庫に本発明
を適用したが、それに限られず、ヒータ等の加熱手段を
有した温蔵庫に適用しても良い。

この場合、ヒータの発熱期間が長い時は上限温度（ｒ、
ｔ）を上げ、及び又は下限温度（Ｔ、）を上げ、短い時
は上限温度（Ｔｏ）を下げ、及び又は下限温度（ＴＬ）
を下げる。又、停止期間が長い時は上限温度（Ｔ、）を
下げ、及び又は下限温度（ｒＬ）を下げ、停止期間が短
い時は上限温度（ＴＩ）を下げ、及び又は下限温度（Ｉ
Ｌ＞を下げる。

（ト）発明の効果 本発明によれば周囲温度検出用のセンサーを用いること
なく周囲温度の変化や被制御空間内の発熱物等による影
響に有効に対応し、物品の温度を設定値に制御すること
が可能となる。それによって電気回路の複雑化を防止し
、コストの低減を図れる。特にインバータ等による冷却
装置の制御ではなく、比較的低価格で精度の高い温度制
御を必要とされる場合に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本発明の実施例を示し、第１図は冷
蔵庫の縦断面図、第２図は電気回路図、第３図は機能ブ
ロック図、第４図及び第５図はマイクロコンピュータの
ソフトウェアを示すフローチャート、第６図及び第７ｒ
Ｘｉは温度推移と圧縮機の運転状態を示す図であり、第
８図及び第９図は従来の温度制御装置による温度推移と
圧縮機の運転状態を示す図である。 （３）・・・庫内、　（４）・・・冷却器、　（６）・
・・圧縮機、（９）・・・センサー　　（１０）・・・
温度制御装置、　（１１）・・・マイクロコンピュータ
、（１８）・・・比較部、　（１９）・・・タイマー　
　（２０）・・・メモリー　　（２２）・・・下限温度
演算部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被制御空間の冷却若しくは加熱手段と、前記被制御
   空間の温度に基づき前記手段を上限温度と下限温度との
   間で運転若しくは停止することにより前記被制御空間内
   の物品の温度を所定の値に制御するものであって、前記
   被制御空間の温度変化の度合により前記上限温度及び、
   又は下限温度を変更する事を特徴とする温度制御装置。