JPH0345306B2

JPH0345306B2 -

Info

Publication number: JPH0345306B2
Application number: JP1501585A
Authority: JP
Inventors: Yukimasa Takeda
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 1985-01-29
Filing date: 1985-01-29
Publication date: 1991-07-10
Also published as: JPS61175467A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、冷蔵庫の温度制御方法およびその
装置に関し、更に詳細には、冷却回路で１次冷却
したブラインにより、１またはそれ以上の貯蔵庫
の内部を２次冷却するようにした冷蔵庫におい
て、貯蔵庫の庫内設定温度と実際の庫内温度とを
比較してブラインの流れを制御すると共に、庫内
設定温度にバイアスをかけた温度値と実際のブラ
イン温度とを比較してブライン冷却回路の運転を
制御するようにして、庫内温度を一定に保持し得
る提案に関するものである。

従来技術魚貝類、肉類、新鮮野菜、果物等の生鮮食品の
鮮度維持管理および生菓子の無乾燥保存、あるい
は冷凍食品の解凍等の用途には、ブラインにより
庫内を間接冷却する方式を採用した冷蔵庫が好適
に使用される。この方式は、冷却系における冷媒
の気化熱により、ブライン（冷媒と被冷却物との
間に介在して、熱の吸収伝達を媒介する凍結点の
低い溶液）を１次冷却し、この冷却されたブライ
ンを貯蔵庫内に配設した管路系に循環させて庫内
を２次冷却することを内容とする。該方式によれ
ば、通常の冷蔵庫とは異なり庫内水分が蒸発器に
霜として付着することがないので、高温度に保持
されて庫内の空気が乾燥することがない。従つて
いわゆる恒温高湿冷蔵庫として、前述した生鮮食
品等の鮮度を維持しつつ冷蔵する目的に使用され
る。

発明が解決しようとする課題このブラインを熱媒体とする恒温高湿冷蔵庫の
温度制御に関しては、一般に次の方式が実施され
ている。１つは、庫内に設けた温度サーモにより
庫内温度を監視し、その検出温度によりブライン
冷却回路における圧縮機のオン・オフ制御を行な
うものであつて、ブライン循環ポンプは回り放し
となつている。この方式では、扉の開閉が頻繁に
なされて庫内温度が上昇すると、圧縮機は回転を
継続するので、これによりブラインが過冷却さ
れ、場合によつては凍結するに至る。また凍結す
るに至らなくても庫内温度が低下し、これを前記
サーモが検出して圧縮機を停止させても、ブライ
ン循環ポンプは回転しているために、過冷却され
たブラインが冷却器を循環する。従つて庫内が過
冷却される欠点を有している。また、貯蔵庫を複
数基備える冷蔵庫では、一方の冷蔵庫の庫内温度
が上昇して圧縮機がブラインの冷却を開始する
と、ブライン循環ポンプは回り放しであるため、
他方の適温に保たれていた貯蔵庫も影響を受け、
庫内温度が過度に低下してしまう。という欠点も
指摘される。

そこで別に、貯蔵庫に設けたサーモでブライン
循環ポンプのオン・オフを制御し、またブライン
タンクに設けた温度サーモを一定の設定温度で作
動させて、ブライン冷却回路の圧縮機をオン・オ
フ制御する方式が提案されている。これは、庫内
温度とブラインの温度とは個別に決められている
ので、両者の温度差が小さい場合は好適に稼動す
る。しかし、両者の温度差が大きい場合には、庫
内温度が所定値に達してブライン循環ポンプもブ
ライン冷却回路の圧縮機も停止した際に、次の間
題を生ずる。すなわち、庫内に配設した冷却器の
管路系中には、充分な負の温度差を有するブライ
ンが停滞しているため、その熱影響を受けて庫内
温度は過度に低下し、庫内の温度を一定に保持し
得ない、という点である。

例えば、庫内温度を高め（例：10℃）に設定し
た場合に、ブライン温度を或る一定温度（例：−
２℃〜１℃）に固定的に設定すると、ブライン循
環ポンプの停止後も、この充分に冷却されている
ブラインは冷却器の管路系に停滞し、該ブライン
との熱交換により庫内温度が設定値より下がり過
ぎてしまう欠点がある。

更に、前記の庫内温度だけで制御を行なつた
り、またはブライン温度を或る一定温度（例：−
２℃〜１℃）に固定して制御する場合には、プル
ダウン時にも庫内温度が下がり過ぎる欠点を招
く。すなわち、圧縮機で１次冷却したブラインに
より庫内を２次冷却するので、該ブラインは常に
或る温度差で先行して冷却を行なつている。この
ため、庫内温度が適温となつた時点では、ブライ
ンの温度は下がり過ぎている。従つて、この低温
になつているブラインに熱影響を受けて、庫内温
度は設定温度以下に低下してしまう欠点が存在す
る。

発明の目的本発明は、従来技術に係る恒温高湿冷蔵庫に内
在している前記欠点に鑑み、これを克服すべく提
案されたものであつて、貯蔵庫内の温度を常に一
定に保持し得る恒温高湿冷蔵庫の温度制御方法お
よびその装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段前記課題を克服し、所期の目的を達成するため
本発明は、１またはそれ以上の貯蔵庫を備え、ブ
ライン冷却回路で１次冷却したブラインを、各貯
蔵庫に対応的に設置したブライン循環ポンプおよ
び管路系を介して循環させて、貯蔵庫の２次冷却
を行うようにした冷蔵庫の温度制御方法であつ
て、前記貯蔵庫に配設した温度センサにより検出
される庫内温度と、前記貯蔵庫に関して設定した
温度とを比較して当該貯蔵庫に対応するブライン
循環ポンプの運転を制御し、また前記ブラインを
貯留するブラインタンク中に配設した温度センサ
により検出されるブラインの温度と、前記貯蔵庫
に関して設定した温度に対し所定温度だけ低く設
定したブライン温度とを比較してブライン冷却回
路に設けた圧縮機の運転を制御するようにしたこ
とを特徴とする。

また、該方法を好適に実施する本願の別の発明
に係る温度制御装置は、１またはそれ以上の貯蔵
庫を備え、ブライン冷却回路で１次冷却したブラ
インを各貯蔵庫に対応的に設置したブライン循環
ポンプおよび管路系を介して循環させて、貯蔵庫
の２次冷却を行うよう構成した冷蔵庫において、
前記貯蔵庫中に配設されて庫内温度を検出する温
度センサと、前記貯蔵庫に関してその庫内温度を
設定する庫内温度設定回路と、前記検出温度と設
定庫内温度とを比較して各貯蔵庫に対応するブラ
イン循環ポンプのオン・オフ指令を出すコンパレ
ータと、ブラインタンク中に配設されて当該ブラ
インの温度を検出する温度センサと、前記設定庫
内温度に対し所定温度だけ低くなるようブライン
温度を設定するバイアス回路と、前記ブラインの
検出温度とブライン設定温度とを比較してブライ
ン冷却回路に設けた圧縮機のオン・オフ指令を出
すコンパレータとがらなることを特徴とする。

実施例次に、本発明に係る冷蔵庫の温度制御方法につ
き、これを好適に実施し得る装置との関係におい
て、添付図面に示した恒温高湿冷蔵庫の実施例を
参照しながら以下説明する。第１図は、実施例に
係る温度制御装置を内蔵した恒温高湿冷蔵庫の概
略図であつて、符号１は気化した冷媒を圧縮する
圧縮機、２は冷媒を液化させる凝縮器、３は凝縮
器２を送風冷却するフアン、４は冷媒の水分除去
を行うドライヤ、５は一種の膨張弁として機能す
るキヤピラリーチユーブ、６は冷媒を低圧で蒸発
気化させて冷凍作用を行わせる蒸発器を夫々示し
ている。前記蒸発器６は、熱媒体としてのブライ
ン８を貯留させたブラインタンク７中に蛇行配置
されている。そして、符号１〜６で指示する部材
によつて、ブライン８の冷却回路が構成されてい
る。

冷却回路の蒸発器６によつて１次冷却されたブ
ライン８は、第１の貯蔵庫１３に関して、次のよ
うに循環する。すなわちブライン８は、ブライン
タンク７から導出した送液パイプ１１およびブラ
イン循環ポンプ９を介して、庫内の壁面１５に密
着的に蛇行配置したブライン流通管１７に送ら
れ、該第１貯蔵庫１３の庫内を冷却した後、帰還
パイプ１９を経て、再びブラインタンク７へ戻さ
れる。第２貯蔵庫１４についても、同じくブライ
ン８は、第２貯蔵庫に対応的に配設したブライン
循環ポンプ１０および送液パイプ１２を介して、
庫内壁面１６に密着配置したブライン流通管１８
に送られ、第２貯蔵庫１４の庫内を冷却した後、
帰還パイプ２０を経て前記ブラインタンク７へ戻
される。

第１貯蔵庫１３には、庫内の実際の温度を検出
するセンサ（例えば、負特性サーミスタ）２４が
配設されて、その測温ヘツドを庫内に臨ませてい
る。また第２貯蔵庫１４にも、同様に例えば負特
性のサーミスタからなる庫内温度センサ２５が配
設されている。そして第１貯蔵庫１３については
その庫内温度を、前記温度センサ２４，２５に接
続した後述の制御回路２６を介して、ブライン循
環ポンプ９の運転をオン・オフすることにより制
御し、第２貯蔵庫１４についてはその庫内温度
を、ブライン循環ポンプ１０の運転をオン・オフ
することにより制御して、両貯蔵庫の庫内を一定
温度に保つようにしてある。またブラインタンク
７中には、ブラインの温度を検出するセンサ（例
えば、負特性のサーミスタ）２３が配設されてい
る。そして該センサ２３による検出温度を、後述
の制御回路２６で処理することにより、ブライン
冷却回路における圧縮機１の運転をオン・オフ
し、ブラインの温度制御を行うようになつてい
る。

第２図に、前述した温度センサ２３，２４，２
５が接続される制御回路２６のブロツク図を示
す。ここで符号２７は庫内温度設定回路を示し、
操作者が所望の庫内温度に設定することにより、
これに比例した電圧を発生するようになつてい
る。また符号２８，２９，３０は温度検知回路を
示し、これは各温度センサ２４，２５，２３から
入力した信号を、その信号レベルに比例した電圧
に変換して出力する。符号３４は、庫内温度設定
回路２７から分岐した電圧にバイアスをかけて、
所定の温度分だけ低い温度に相当する電圧値を、
後述のコンパレータ３３に出力するバイアス回路
を示し、また符号３１，３２，３３は、夫々ヒス
テリシス付コンパレータ（正帰環回路付電圧比較
器）を示す。

また符号３５ａ，３６ａ，３７ａは、夫々循環
ポンプ９、循環ポンプ１０および圧縮機１のオ
ン・オフ回路に介装したリレーX₁，X₂，X₃のコ
イルを示す。これらのコイルは、前記コンパレー
タからの出力電圧がＨ（High）レベルのとき励磁
され、第３図の電気配線図に示す対応のリレー接
点３５ｂ，３６ｂ，３７ｂをオンするようになつ
ている。

次に第４図に、庫内温度設定回路２７における
設定温度−出力電圧の特性を示す。ここでT₁は
設定温度、V₁は出力電圧を示し、庫内温度T₁を
高くする程、出力電圧V₁は比較的に大きくなる
特性を有している（夫々矢印の方向が高温、高電
圧を示す）。

第５図は、温度検知回路２８，２９，３０にお
けるセンサ温度−出力電圧の特性を示している。
ここでT₂は温度センサの検知温度、V₂は出力電
圧を示し、測定温度T₂が高いときに出力電圧V₂
も比較的に大きくなる特性を有する（夫々矢印の
方向が高温、高電圧を示す）。

また第６図に、ヒステリシス付コンパレータ３
１，３２，３３の入力電圧−出力電圧の特性を示
す。ここでV₄は非反転入力電圧、V₅は出力電圧
で、夫々矢印の方向が高電圧を示す。またV₆は
反転入力電圧V₆よりヒステリシス電圧V₈だけ高
く設定された電圧を示す。このヒステリシス電圧
V₉は、貯蔵庫１３，１４内またはブラインタン
ク７内の温度制御幅に対応する値になつている。
これら各電圧値の関係を、以下に示す。

(a) V₄≦V₆のとき V₅＝Ｌ（Low） (b) V₄≧V₇のとき V₅＝Ｈ（High） (c) V₄＜V₆の状態から、V₄＜V₄＜V₇になつたと
き V₅＝Ｌ（Low） (d) V₄＜V₇の状態から、V₆＜V₄＜V₇になつたと
き V₅＝Ｈ（High） (e) V₇＝V₆＋V₈（反転入力電圧V₆よりヒステリ
シス電圧V₈だけ高い電圧）更に第７図に、バイアス回路３４の入力電圧−
出力電圧の特性を示す。ここでV₁は庫内温度設
定回路２７からの出力電圧、V₆はブラインの温
度センサ２３に接続する温度検知回路３０からの
出力電圧を夫々示し、矢印の方向が高電圧になつ
ている。この特性図中、符号３９はV₆＝V₁とな
る特性を表わす直線、符号４０は庫内設定温度よ
り、常に所定温度に相当する電圧V₉分だけ低い
電圧を示す直線であつて、バイアス回路３４の特
性を示すものである。この関係を以下に示す。

(f) V₆＝V₁−V₈ すなわち前記バイアス回路において、庫内温度
設定回路２７からの出力電圧V₁はヒステリシス
電圧V₈だけ低い電圧に設定される。そしてこの
電圧は、コンパレータ３３の反転入力端子V_ioに
入力され、温度検知回路３０からの出力電V₆と
比較されるようになつている。

実施例の動作について次に、第１図〜第３図に示す実施例の動作を、
冷蔵庫据付け後の最初の運転開始時に関して説明
する。運転開始より順を追つて説明すると、先ず
庫内温度設定回路２７を操作して、例えば庫内温
度が２℃になるよう設定する。このとき２基の貯
蔵庫１３，１４の庫内温度は、共に室温近傍の温
度になつているので、温度センサ２４，２５に接
続する温度検知回路２８，２９からの出力電圧
V₂は、庫内温度設定回路２７の出力電圧V₁より
も高くなつている。すなわちコンパレータ３１，
３２の反転入力端子V_ioの各基準電圧は、非反転
入力端子V_ioの入力電圧より高いためにＨレベル
を出力し、従つてリレーX₁，X₂のコイル３５ａ，
３６ａは励磁されて、その共働接点３５ｂ，３６
ｂは閉成し、ブライン循環ポンプ９，１０が起動
される。

このとき庫内温度設定回路２７は、その設定温
度値に従つて、２℃に相当する電圧V₁を出力し
ているので、バイアス回路３４での所定温度を
3.4℃低い温度とすると、当該バイアス回路では
−1.4℃（入力電圧２℃より3.4℃低い温度）に相
当する電圧を出力している。また、ブラインタン
ク７中のブライン８は未だ冷却されていないの
で、温度検知回路３０からの出力電圧は、バイア
ス回路３４からの出力電圧より高くなつている。
従つてコンパレータ３３はＨレベルを出力し、こ
れによりリレーX₃の接点３７ｂはオンとなり、
ブライン冷却回路の圧縮機１が起動されてブライ
ン８が冷却される。

ブライン８が先に冷却され、前記バイアス回路
３４で設定したブライン温度である−1.4℃に達
すると、温度検知回路３０からの出力電圧がバイ
アス回路３４からの出力電圧より低下し、コンパ
レータ３３はＬレベルを出力する。これにより、
リレーX₃の共働接点３７ｂはオフとなり、圧縮
機１の運転が停止される。しかるにブラインポン
プ９，１０の運転は継続しているので、ブライン
８は貯蔵庫の熱を吸収して庫内を冷却し、当該ブ
ライン自体の温度が上昇する。このためブライン
温度が、コンパレータ３３のヒステリシス電圧
V₈に相当する温度である0.4℃だけ高い−１℃に
なると当該コンパレータ３３はＨレベルを出力
し、再び圧縮機１が運転を開始してブライン８が
冷却される。以後同様にして、ブライン８の温度
が−1.4℃と−１℃との間になるように、圧縮機
１の運転のオン・オフ制御がなされる。

次に、貯蔵庫１３の庫内温度が設定温度である
２℃に到達すると、温度検知回路２８からの出力
電圧は庫内温度設定回路２７の出力電圧と同値と
なつて、コンパレータ３１の出力がＬレベルにな
る。従つてリレーX₁の共働接点３５ｂはオフと
なり、循環ポンプ９が停止する。しかるに貯蔵庫
外からの熱の侵入により庫内温度が上昇し、コン
パレータ３１のヒステリシス電圧V₈に相当する
温度である0.4℃だけ高い2.4℃になると、再びコ
ンパレータ３１の出力はＨレベルになり、循環ポ
ンプ９は運転を開始してブライン８の循環を行
う。以後同様にして、貯蔵庫１３の温度が２℃と
2.4℃との間になるように、循環ポンプ９のオ
ン・オフ制御がなされる。なお他方の貯蔵庫１４
についても、貯蔵庫１３の場合と同様に、貯蔵庫
１４の温度が２℃と2.4℃との間になるように、
循環ポンプ１０のオン・オフ制御がなされる。

また複数基の貯蔵庫を備える冷蔵庫において、
一方の貯蔵庫１３の扉２１が頻繁に開閉される
と、該貯蔵庫１３の庫内温度が上昇するが、これ
に対応する循環ポンプ９を運転することによつ
て、貯蔵庫１３は設定温度値にまで再度冷却され
る。このとき他方の貯蔵庫１４では、温度センサ
２５により対応する循環ポンプ１０の運転を独立
的に制御しているので、他からの影響を受けるこ
とはない。逆に云えば、貯蔵庫１４の扉２２が開
けられて庫内温度が低下しても、同様に貯蔵庫１
３はその影響を受けることはない。

なお本発明の実施例として、複数の貯蔵庫を備
えた冷蔵庫を例示して説明したが、これ以外に単
一の貯蔵庫のみからなる貯蔵庫の温度制御につい
ても、好適に実施し得るものである。

発明の効果以上説明した如く、本発明に係る温度制御方法
および装置によれば、ブラインの温度は、貯蔵庫
に関して設定した庫内温度に対し、常に所定温度
だけ低くなるように制御されるので、庫内温度を
常に一定範囲に保つことができる。例えば、庫内
温度を高めに設定した際に、ブラインの温度は従
来の如く固定ではなく、その庫内温度よりも所定
温度だけ低くなるので、庫内温度とブラインとの
温度差は小さく設定される。従つて、ブライン循
環ポンプが停止し、庫内冷却器の管路系にブライ
ンが停滞しても、このブラインにより大きな熱影
響を庫内が受けることはなく、従つて庫内温度は
一定に維持されるものである。

更に、ブライン温度は庫内設定温度より常に所
定温度低くなし得るので、冷蔵庫のプルダウン時
にも、該ブラインによる大きな熱影響はなく、庫
内温度が下がり過ぎる従来の欠点を解消すること
ができる。

また副次的な効果として、複数の貯蔵庫を備え
る冷蔵庫にあつては、本発明によれば各貯蔵庫
は、ブライン循環ポンプの運転が独立的に制御さ
れるので、庫内温度は夫々独立して一定温度に保
たれる。従つて、一方の貯蔵庫の扉を頻繁に開放
しても、他方の扉を開けない側の貯蔵庫に温度低
下の影響を与えることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る温度制御方法が好適に
実施される恒温高湿冷蔵庫の一実施例を示す概略
図、第２図は、第１図に示す制御装置に用いられ
る制御回路のブロツク図、第３図は、第１図に示
す制御回路の電気配線図、第４図は、庫内温度設
定回路の特性図、第５図は、温度検知回路の特性
図、第６図は、コンパレータの特性図、第７図
は、バイアス回路の特性図である。８……ブライン、９，１０……ブライン循環ポ
ンプ、１３……第１貯蔵庫、１４……第２貯蔵
庫、２３，２４，２５……温度センサ、２７……
庫内温度設定回路、３１，３２，３３……コンパ
レータ、３４……バイアス回路。

Claims

【特許請求の範囲】１１またはそれ以上の貯蔵庫を備え、ブライン
冷却回路で１次冷却したブラインを、各貯蔵庫に
対応的に設置したブライン循環ポンプおよび管路
系を介して循環させて、貯蔵庫の２次冷却を行う
ようにした冷蔵庫の温度制御方法であつて、前記貯蔵庫に配設した温度センサにより検出さ
れる庫内温度と、前記貯蔵庫に関して設定した温
度とを比較して当該貯蔵庫に対応するブライン循
環ポンプの運転を制御し、また前記ブラインを貯留するブラインタンク中
に配設した温度センサにより検出されるブライン
の温度と、前記貯蔵庫に関して設定した温度に対
し所定温度だけ低く設定したブライン温度とを比
較してブライン冷却回路に設けた圧縮機の運転を
制御するようにしたことを特徴とする冷蔵庫の温度制御方法。２１またはそれ以上の貯蔵庫を備え、ブライン
冷却回路で１次冷却したブラインを各貯蔵庫に対
応的に設置したブライン循環ポンプおよび管路系
を介して循環させて、貯蔵庫の２次冷却を行うよ
う構成した冷蔵庫において、前記貯蔵庫に配設されて庫内温度を検出する温
度センサと、前記貯蔵庫に関してその庫内温度を設定する庫
内温度設定回路と、前記検出温度と設定庫内温度とを比較して各貯
蔵庫に対応するブライン循環ポンプのオン・オフ
指令を出すコンパレータと、ブラインタンク中に配設されて当該ブラインの
温度を検出する温度センサと、前記設定庫内温度に対し所定温度だけ低くなる
ようブライン温度を設定するバイアス回路と、前記ブラインの検出温度とブライン設定温度と
を比較してブライン冷却回路に設けた圧縮機のオ
ン・オフ指令を出すコンパレータとからなる冷蔵庫の温度制御装置。