JPH04214158A - 冷凍装置の運転制御装置 - Google Patents

冷凍装置の運転制御装置

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JPH04214158A
JPH04214158A JP2207091A JP2207091A JPH04214158A JP H04214158 A JPH04214158 A JP H04214158A JP 2207091 A JP2207091 A JP 2207091A JP 2207091 A JP2207091 A JP 2207091A JP H04214158 A JPH04214158 A JP H04214158A
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compressor
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time
temperature
capacity
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Katsuyuki Sawai
沢井 克行
Noriyasu Kawakatsu
川勝 紀育
Yuuji Fujimoto
遊二 藤本
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、冷凍装置の運転制御装
置に関し、特に、デフロスト運転の制御対策に係るもの
である。
【0002】
【従来の技術】一般に、この種の冷凍装置には、特開昭
59−197764号公報に開示されているように、圧
縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器とが順に冷媒配管
によって接続されて構成されているものがある。そして
、この冷凍装置において、運転時間が所定時間継続する
と、デフロストタイマによってホットガスを蒸発器に流
してデフロスト運転を行う一方、圧縮機の吸入ガス温度
が所定温度になると、上記デフロスト運転を終了し、こ
のデフロスト運転によって蒸発器の着霜を除去し、冷凍
能力の低下を防止するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した冷凍装置にお
いて、圧縮機の吸入ガス温度によってデフロスト運転を
終了するようにしているために、外気温度が高い場合に
は比較的短時間でデフロスト運転が終了するものの、外
気温度が低い場合には長時間になるという問題があった
。つまり、低外気温度の場合、冷媒循環回路より外気へ
の放熱量が多くなり、デフロストに使用される供給熱量
が減少する。この結果、吸入ガス温度の上昇速度が低下
し、デフロスト運転時間が長くなっていた。
【0004】また、低外気温度の場合、例えば、冷凍コ
ンテナ内である庫内の水分発生量は少なく、換気も行わ
れないので、一般に着霜量は少ない。ところが、上述の
如くデフロスト運転を長時間行うと、デフロスト運転時
に放出される熱量が蒸発器及びドレンパンの着霜を融解
する以外に、例えば、冷凍コンテナのフレーム等の温度
上昇に費やされ、この温度上昇したフレーム等を再び冷
却するエネルギーがさらに余分に必要となる。
【0005】これらの問題は、特に冷凍モードのときに
顕著になる。すなわち、冷凍モード時においては、通常
、霜や氷の温度並びにフレームの温度が低いので、デフ
ロスト運転の終了を検出するサーモセンサの設定温度と
霜等の温度との温度差が大きくなるからである。
【0006】従って、低外気温度の場合、デフロスト運
転が必要以上に長くなり、消費電力の増大を招くと共に
、庫内温度の過上昇によって、カーゴ品等の温度の上昇
を招くという問題があった。
【0007】また、従来、上記デフロスト運転は外気温
度に関わりなく圧縮機をフルロードで運転しており、高
外気温度のときは圧縮機の吐出ガス温度が高いので、蒸
発器の着霜量が多い場合、霜の形状や蒸発器の構造によ
って除霜が早く終了するという問題があった。つまり、
上記吐出ガス温度が高いので、霜の融解は蒸発器のフィ
ンと接した部分のみに急速に起こり、風の通る通風空間
が生じ、蒸発器の吐出ガス温度が上昇して該蒸発器の上
部に霜を残したまま除霜を終了し、残留フロストが生じ
るという問題があった。
【0008】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、デフロスト運転時における消費電力の増大を防止す
ると共に、温度の過上昇を防止すること目的とし、また
、残留フロストを防止することを目的とするものである
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明が講じた手段は、デフロスト運転と次のデフ
ロスト運転との間における圧縮機の稼動時間を検出し、
この稼動時間が所定値以下の場合、デフロスト運転時間
を短くするようにする一方、上記圧縮機の稼働時間でデ
フロスト運転時の圧縮機容量を変えるようにしたもので
ある。
【0010】具体的に、図1に示すように、請求項1に
係る発明が講じた手段は、先ず、圧縮機(11)と、凝
縮器(12)と、膨張機構(EV)と、蒸発器(14)
とが順に接続されて成る冷媒循環回路(1)を備えた冷
凍装置を前提としている。
【0011】そして、上記圧縮機(11)の稼動を検出
する稼動検出手段(21)が設けられている。更に、該
稼動検出手段(21)が出力する圧縮機(11)の稼動
信号を受けて、前回のデフロスト運転後から今回のデフ
ロスト運転前までの圧縮機(11)の稼動時間を積算す
ると共に、該積算時間に対するデフロスト運転後のプル
ダウン時における稼動時間の比率を該プルダウン後のイ
ンレンジ時における稼動時間の比率より大きく演算して
、上記圧縮機(11)の稼動時間を算出する稼動時間算
出手段(22)が設けられている。加えて、該稼動時間
算出手段(22)が出力する算出信号を受けて、算出稼
動時間が所定値以下の場合、今回のデフロスト運転を予
め設定された所定時間の経過後に終了させる経時終了手
段(23)が設けられた構成としている。
【0012】また、請求項2に係る発明が講じた手段は
、上記請求項1記載の発明において、圧縮機(11)の
吸入ガス温度を検出する吸入ガス温度検出手段(Th5
)と、該吸入ガス温度検出手段(Th5)が出力する温
度信号を受けて、デフロスト運転時の吸入ガス温度が予
め設定された所定温度になると該デフロスト運転を終了
させる温度終了手段(24)とが設けられた構成として
いる。
【0013】また、請求項3に係る発明が講じた手段は
、上記請求項1記載の発明における経時終了手段(23
)に代えて、上記稼動時間算出手段(22)が出力する
算出信号を受けて、算出稼動時間が所定値より大きい場
合にデフロスト運転時の圧縮機容量を低容量に、該所定
値以下の場合にデフロスト運転時の圧縮機容量を高容量
にそれぞれ設定する容量設定手段(25)とを備えた構
成としている。
【0014】
【作用】上記の構成により、請求項1に係る発明では、
冷媒は冷媒循環回路(1)を循環し、蒸発器(14)に
おいて吸込んだ空気を冷却して該冷却空気を吹出す一方
、デフロスト運転時にはホットガスを蒸発器(14)に
供給して着霜を除去している。
【0015】そして、上記圧縮機(11)が稼動すると
、稼動検出手段(21)が該圧縮機(11)の稼動を検
出して稼動信号を出力する。この稼動検出手段(21)
の稼動信号を受けて稼動時間算出手段(22)が前回の
デフロスト運転後から今回のデフロスト運転前までの圧
縮機(11)の稼動時間を積算する。更に、該稼動時間
算出手段(22)は積算時間に対してプルダウン時にお
ける稼動時間の比率をインレンジ時における稼動時間の
比率より大きくして上記圧縮機(11)の稼動時間を算
出する。
【0016】続いて、上記稼動時間算出手段(22)が
出力する算出信号を受け、算出稼動時間が所定値以下の
場合、経時終了手段(23)がデフロスト運転を所定時
間経過後に終了させ、例えば、デフロスト運転を45分
で終了させる。
【0017】また、請求項2に係る発明では、圧縮機(
11)の吸入ガス温度を吸入ガス温度検出手段(Th5
)が検出しており、該吸入ガス温度検出手段(Th5)
の温度信号を受けて、上記吸入ガス温度が所定温度にな
ると、温度終了手段(24)がデフロスト運転を終了さ
せる。つまり、上記算出稼動時間が所定値より大きいと
、上記温度終了手段(24)によってデフロスト運転を
終了させる。
【0018】また、請求項3に係る発明では、請求項1
の発明における稼動時間算出手段(22)の算出信号を
利用し、容量設定手段(25)は、算出稼動時間が所定
値より大きい場合、外気温度が高いと判定して圧縮機容
量を低容量に設定する一方、算出稼動時間が所定値以下
の場合、外気温度が低いと判定して圧縮機容量を高容量
に設定する。つまり、外気温度が高い場合、緩慢に除霜
をを行い、着霜を完全に除去するようにしている。
【0019】
【発明の効果】従って、請求項1に係る発明によれば、
デフロスト運転と次のデフロスト運転との間における圧
縮機(11)の稼動時間を算出して、この算出稼動時間
が所定値以下の場合にデフロスト運転を所定時間で終了
させるようにしたために、低外気温度でデフロスト負荷
が小さい場合、デフロスト運転時間を短くすることがで
きるので、消費電力の節減を図ることができると共に、
空気温度の過上昇を防止することができ、カーゴ品等の
温度の過上昇を確実に防止することができる。
【0020】また、請求項2に係る発明によれば、圧縮
機(11)の吸入ガス温度が所定温度になると、デフロ
スト運転を終了させるので、デフロスト負荷が大きいと
、デフロスト運転を必要時間行うことになり、デフロス
トを確実に行うことができる。
【0021】また、請求項3に係る発明では、デフロス
ト運転間の算出稼動時間が所定値より大きい場合にデフ
ロスト運転時の圧縮機容量を低容量に、小さい場合に高
容量に設定するようにしたために、低外気温度時にはデ
フロスト時間を短縮することができる。一方、高外気温
度時には緩慢に除霜を行うので、蒸発器(14)の着霜
の融解を徐々に行うことになり、該着霜を完全に除去す
ることができることから、残留フロストを確実に防止す
ることができる。
【0022】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
【0023】図2に示すように、(1)は冷凍コンテナ
に設けられる冷凍装置の冷媒循環回路であって、図示し
ないコンテナ本体内を冷却するものである。
【0024】該冷媒循環回路(1)は、容量の可変な圧
縮機(11)と、凝縮器(12)と、レシーバ(13)
と、膨張機構である電動膨張弁(EV)と、蒸発器(1
4)と、アキュームレータ(15)と、ブリードポート
を有する吸入電磁弁(SV)とが順に冷媒配管(16)
によって接続されて閉回路に構成されている。そして、
上記凝縮器(12)には庫外ファン(12a)が、蒸発
器(14)には庫内ファン(14a)がそれぞれ付設さ
れる一方、上記圧縮機(11)と凝縮器(12)との間
には3方電磁弁(TV)が介設されている。該3方電磁
弁(TV)にはホットガスバイパス路(17)の一端が
接続され、該ホットガスバイパス路(17)は他端が上
記電動膨張弁(EV)と蒸発器(14)との間に接続さ
れると共に、ドレンパンヒータ(17a)が形成されて
いる。そして、上記ホットガスバイパス路(17)はデ
フロスト運転時にホットガスを圧縮機(11)から蒸発
器(14)に供給し、該蒸発器(14)及びドレンパン
(図示省略)の着霜を融解するように構成されている。
【0025】また、上記冷凍装置には各種のセンサが設
けられており、(HPS)は圧縮機(11)の吐出側の
高圧冷媒圧力を検出する高圧センサ、(Th1)は蒸発
器(14)の入口側の液管温度を検出する液管温度セン
サ、(Th2)は蒸発器(14)の出口側のガス管温度
を検出するガス管温度センサ、(Th3)は蒸発器(1
4)の空気吸込側の吸込空気温度を検出する吸込温度セ
ンサ、(Th4)は蒸発器(14)の空気吹出側の吹出
空気温度を検出する吹出温度センサ、(Th5)は圧縮
機(11)の吸入側の吸入ガス温度を検出する吸入ガス
温度検出手段としての吸入管温度センサである。
【0026】そして、上記各センサ(HPS),(Th
1)〜(Th5)の検出信号はコントローラ(2)に入
力される一方、該コントローラ(2)は上記圧縮機(1
1)、電動膨張弁(EV)、吸入電磁弁(SV)及び3
方電磁弁(TV)等を制御するように構成されている。 すなわち、上記コントローラ(2)は、電動膨張弁(E
V)を冷凍モード時には液管温度センサ(Th1)とガ
ス管温度センサ(Th2)との検出信号に基づく過熱度
によってPID制御すると共に、冷蔵モード時には吹出
温度センサ(Th4)の検出信号に基づく吹出空気温度
によってPID制御する一方、吸入電磁弁(SV)を蒸
発温度が低下すると、例えば、電動膨張弁(EV)の所
定開度が一定時間継続すると閉動するように制御してい
る。更に、上記コントローラ(2)は、冷凍モード時に
おいて、庫内温度、つまり、吸込温度センサ(Th3)
が検出する吸込空気温度が設定値になるように圧縮機(
11)をON・OFF制御するようにしている。
【0027】また、上記コントローラ(2)にはデフロ
ストタイマ(T1)と、デフロストの終了タイマ(T2
)とが設けられると共に、圧縮機(11)の稼動検出手
段(21)と、稼動時間算出手段(22)と、経時終了
手段(23)と、温度終了手段(24)とが構成されて
いる。上記デフロストタイマ(T1)はデフロスト運転
のインターバルを検出しており、例えば、デフロストタ
イマ(T1)によって12時毎にデフロスト運転を行う
ようにコントローラ(2)が3方電磁弁(TV)を制御
している。また、上記終了タイマ(T2)はデフロスト
運転時間を検出しており、上記稼動検出手段(21)は
圧縮機(11)の稼動時、つまり、ON状態を検出する
ように構成されている。
【0028】上記稼動時間算出手段(22)は、本発明
の特徴とするところであって、冷凍モード時におけるデ
フロスト運転と次のデフロスト運転との間の稼動時間を
算出するように構成されてている。つまり、図3に示す
ように、冷凍モード時において、デフスロト運転を終了
すると、圧縮機(11)をONして稼動し(図3A参照
)、庫内温度が設定値になると、圧縮機(11)を停止
する。その後、庫内温度がインレンジの上限値になると
、圧縮機(11)を再び稼動し(図3B1 参照)、庫
内温度が設定値になると、再び停止する。そして、上記
稼動時間算出手段(22)は、上記稼動時間を積算(A
+B1 +B2 +……+Bn )すると共に、次式に
基づいて稼動時間率βを算出する。
【0029】 β=(α・A+B)/12    …■但し、α=2 B=B1 +B2 +……+Bn  上記■式において、定数αを設けたところは、プルダウ
ン時には着霜量が多いからであり、プルダウン時の稼動
時間Aの比率をその後のインレンジ時における稼動時間
Bの比率より大きく演算している。
【0030】上記経時終了手段(23)は、上記稼動時
間算出手段(22)が算出した稼動時間率βが所定値以
下、例えば、0.2以下の場合、終了タイマ(T2)が
所定時間、例えば、45分になると、デフロスト運転を
終了させるように構成されている。上記終了タイマ(T
2)は、通常のデフロスト運転時における最大限を検出
し、例えば、90分になると、コントローラ(2)はデ
フロスト運転を強制的に終了させており、上記稼動時間
率βが所定値以下の場合、圧縮機(11)がさほど稼動
していないので、低外気温度でデフロスト負荷が小さい
ことになり、短縮時間(45分)でデフロスト運転を終
了するようにしている。
【0031】また、上記温度終了手段(24)は、吸入
管温度センサ(Th5)が所定温度、例えば、40℃に
なると、デフロスト運転を終了させるように構成されて
おり、上記稼動時間率βが所定値以上の場合、該温度終
了手段(24)でもってデフロスト運転を終了するよう
に構成されている。
【0032】次に、上記冷凍装置の運転動作について説
明する。
【0033】先ず、圧縮機(11)より吐出した冷媒は
凝縮器(12)で凝縮し、電動膨張弁(EV)で膨張し
た後、蒸発器(14)で蒸発して圧縮機(11)に戻り
、コンテナ本体内を冷却する一方、デフロスト運転時に
は3方電磁弁(TV)を切換え、ホットガスを圧縮機(
11)からホットガスバイパス路(17)に流し、蒸発
器(14)に供給してデフロストを行う。
【0034】一方、冷凍モード時においては、圧縮機(
11)をON・OFF制御して吸込温度センサ(Th3
)が検出する吸込空気温度、つまり、庫内温度が設定値
になるようにしている。
【0035】次に、上記デフロスト運転の制御について
、図4の制御フローに基づいて説明する。
【0036】先ず、ステップST1において、稼動検出
手段(21)が圧縮機(11)の稼動を検出しており、
続いて、ステップST2に移り、上記稼動検出手段(2
1)の稼動信号を受けて、稼動時間算出手段(22)が
■式に基づいて稼動時間率βを算出する。つまり、図3
に示すように、前回のデフロスト運転後から今回のデフ
ロスト運転前までの稼動時間を積算すると共に、プルダ
ウン時の稼動時の比率をその後のインレンジ時の稼動時
間の比率より大きく演算して、上記稼動時間率βを算出
する。
【0037】その後、ステップST3に移り、上記稼動
時間率βが所定値以下か否かを経時終了手段(23)が
判定し、所定値以下の場合、低外気温度でデフロスト負
荷が小さいとして、ステップST4に移り、終了タイマ
(T2)が所定時間、例えば、45分になると、デフロ
スト運転を終了させる。
【0038】また、上記ステップST3において、稼動
時間率βが所定値以上の場合、判定がNOとなり、ステ
ップST5に移り、吸入管温度センサ(Th5)が検出
する吸入ガス温度が所定温度になると、温度終了手段(
24)がデフロスト運転を終了させる。
【0039】従って、デフロスト運転と次のデフロスト
運転との間における圧縮機(11)の稼動時間率βを算
出し、この算出稼動時間率βが所定値以下の場合にデフ
ロスト運転を所定時間で終了させるようにしたために、
低外気温度でデフロスト負荷が小さい場合、デフロスト
運転時間を短くすることができるので、消費電力の節減
を図ることができると共に、庫内温度の過上昇を防止す
ることができ、カーゴ品温度の過上昇を確実に防止する
ことができる。
【0040】また、上記圧縮機(11)の吸入ガス温度
が所定温度になると、デフロスト運転を終了させるので
、デフロスト負荷が大きいと、デフロスト運転を必要時
間行うことになり、デフロストを確実に行うことができ
る。
【0041】また、図2の一点鎖線に示すように、コン
トローラ(2)には、容量設定手段(25)が設けられ
ており、該容量設定手段(25)は、上記稼動時間算出
手段(22)の算出信号を受けて圧縮機(11)の稼動
時間率βに基づいてデフロスト運転時におけるの圧縮機
(11)の容量を設定するように構成されている。つま
り、上記稼動時間率βが所定値より大きい場合、外気温
度が高いと判定して圧縮機(11)の容量を高容量のフ
ルロードに設定する。一方、上記稼動時間率βが所定値
以下の場合、外気温度が低いと判定して圧縮機(11)
の容量を低容量のアンロードに設定する。
【0042】この容量設定手段(25)の制御動作を図
5に基づいて説明する。
【0043】この図5において、ステップST11から
ステップST13は、前実施例のステップST1からス
テップST3と同様に、稼動検出手段(21)が圧縮機
(11)の稼動を検出した後、稼動時間算出手段(22
)が稼動時間率βを算出し、該稼動時間率βが所定値よ
り大きいか否かを判定する。そして、上記稼動時間率β
が所定値より大きい場合、上記ステップST13からス
テップST14に移り、デフロスト運転時における圧縮
機(11)の容量をアンロード(低容量)に設定する。 つまり、上記圧縮機(11)の稼動時間が長いので、外
気温度が高いことを判定することになり、蒸発器(14
)の着霜を緩慢除霜することになる。
【0044】一方、上記ステップST13において、稼
動時間率βが所定値以下の場合、判定がNOとなり、ス
テップST15に移り、デフロスト運転における圧縮機
(11)の容量をフルロード(高容量)に設定する。つ
まり、上記圧縮機(11)の稼動時間が短いので、外気
温度が低いことを判定することになり、蒸発器(14)
の着霜を急速に除霜することになる。
【0045】従って、デフロスト運転間の算出稼動時間
が所定値より大きい場合にデフロスト運転時の圧縮機容
量をアンロードに、小さい場合にフルロードに設定する
ようにしたために、低外気温度時にはデフロスト時間を
短縮することができる。一方、高外気温度時には緩慢に
除霜を行うので、蒸発器(14)の着霜の融解を徐々に
行うことになり、該着霜を完全に除去することができる
ことから、残留フロストを確実に防止することができる
【0046】尚、本実施例において、稼動時間算出手段
(22)は稼動時間率βを算出したが、稼動時間(α・
A+B)であってもよく、定数αは実施例に限られるも
のではなく、1以上(α>1)の所定値でもよい。
【0047】また、上記容量設定手段(25)の所定値
と経時終了手段(23)の所定値とは同じ値であっても
よく、また、異なる値であってもよい。
【0048】また、上記容量設定手段(25)と経時終
了手段(23)とを共に備えるようにしてもよい。
【0049】また、本発明は、実施例の冷媒循環回路(
1)に限られるものではなく、また、冷凍コンテナに設
けられるものに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を示すブロック図である。
【図2】冷媒回路図である。
【図3】時間に対する庫内温度の特性図である。
【図4】デフロスト運転の制御フロー図である。
【図5】他の実施例におけるデフロスト運転の制御フロ
ー図である。
【符号の説明】
1    冷媒循環回路 2    コントローラ 11    圧縮機 12    凝縮器 14    蒸発器 21    稼動検出手段 22    稼動時間算出手段 23    経時終了手段 24    温度終了手段 25    容量設定手段 EV    電動膨張弁 Th1    吸入管温度センサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  圧縮機(11)と、凝縮器(12)と
    、膨張機構(EV)と、蒸発器(14)とが順に接続さ
    れて成る冷媒循環回路(1)を備えた冷凍装置において
    、上記圧縮機(11)の稼動を検出する稼動検出手段(
    21)と、該稼動検出手段(21)が出力する圧縮機(
    11)の稼動信号を受けて、前回のデフロスト運転後か
    ら今回のデフロスト運転前までの圧縮機(11)の稼動
    時間を積算すると共に、該積算時間に対するデフロスト
    運転後のプルダウン時における稼動時間の比率を該プル
    ダウン後のインレンジ時における稼動時間の比率より大
    きく演算して、上記圧縮機(11)の稼動時間を算出す
    る稼動時間算出手段(22)と、該稼動時間算出手段(
    22)が出力する算出信号を受けて、算出稼動時間が所
    定値以下の場合、今回のデフロスト運転を予め設定され
    た所定時間の経過後に終了させる経時終了手段(23)
    とを備えていることを特徴とする冷凍装置の運転制御装
    置。
  2. 【請求項2】  請求項1記載の冷凍装置の運転制御装
    置において、圧縮機(11)の吸入ガス温度を検出する
    吸入ガス温度検出手段(Th5)と、該吸入ガス温度検
    出手段(Th5)が出力する温度信号を受けて、デフロ
    スト運転時の吸入ガス温度が予め設定された所定温度に
    なると該デフロスト運転を終了させる温度終了手段(2
    4)とを備えていることを特徴とする冷凍装置の運転制
    御装置。
  3. 【請求項3】  容量可変の圧縮機(11)と、凝縮器
    (12)と、膨張機構(EV)と、蒸発器(14)とが
    順に接続されて成る冷媒循環回路(1)を備えた冷凍装
    置において、上記圧縮機(11)の稼動を検出する稼動
    検出手段(21)と、該稼動検出手段(21)が出力す
    る圧縮機(11)の稼動信号を受けて、前回のデフロス
    ト運転後から今回のデフロスト運転前までの圧縮機(1
    1)の稼動時間を積算すると共に、該積算時間に対する
    デフロスト運転後のプルダウン時における稼動時間の比
    率を該プルダウン後のインレンジ時における稼動時間の
    比率より大きく演算して、上記圧縮機(11)の稼動時
    間を算出する稼動時間算出手段(22)と、該稼動時間
    算出手段(22)が出力する算出信号を受けて、算出稼
    動時間が所定値より大きい場合にデフロスト運転時の圧
    縮機容量を低容量に、該所定値以下の場合にデフロスト
    運転時の圧縮機容量を高容量にそれぞれ設定する容量設
    定手段(25)とを備えていることを特徴とする冷凍装
    置の運転制御装置。
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