JPH0454864B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、冷凍装置の制御装置に関し、特に、
庫内を所望庫内温度に速やかに収束させるように
したものに関する。

（従来の技術） 従来より、冷凍装置の制御装置として、圧縮
機、凝縮器、膨張弁および蒸発器を順次閉回路に
接続してなる循環冷媒回路と、該循環冷媒回路の
上記凝縮器および膨張弁をバイパスするバイパス
通路と、上記循環冷媒回路を流れる冷媒の上記バ
イパス通路へのバイパス量を調整する三方比例弁
とを備え、庫内温度を上記三方比例弁の制御によ
り、速やかに所望庫内温度に収束させるようにし
たものは知られている（例えば特開昭59−122863
号公報参照）。

その場合、上記三方比例弁の制御は、庫内温度
が設定温度を基準にして高、低の両限界度温度の
間の範囲で行われ、その弁開度は、庫内温度の設
定温度からの偏差および三方比例弁への供給電圧
の比例値(P)、積分値(I)および微分値(D)をそれぞれ
演算することにより、その各演算値に基づいて制
御されるようになされている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記従来のものでは、庫内温度が低
限界温度以下に低下した場合、三方比例弁を全開
にしてバイパス通路へのバイパス量を最大にす
る。ことにより、庫内温度を上昇させて低限界温
度に復帰させるようになされている。そのため、
三方比例弁が全開している間も、庫内温度の設定
温度からの偏差や三方比例弁への供給電圧の比例
値(P)、積分値(D)および微分値値(I)の各演算は継続
して行われるので、庫内温度が低限界温度に復帰
したときには、三方比例弁は全閉状態からPID制
御が再開されることになり、ハンチング等によつ
て庫内温度を設定温度に収束させるのに長時間を
要するという題題があつた。

本発明は、上記の点に鑑てなされたものであ
り、その目的は、冷凍装置において庫内温度が低
限界温度以下に低下した場合、その低限界温度復
帰後の庫内温度を速やかに所望庫内温度に収束さ
せることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明の解決手段
は、第１図に示すように、圧縮機１、凝縮器２，
３膨張機構４および蒸発器５を直列に閉回路に接
続してなる循環冷媒回路７と、該循環冷媒回路７
の上記凝縮器２，３および膨張機構４をバイパス
するバイパス通路８と、上記循環冷媒回路７を流
れる冷媒の上記バイパス通路８へのバイパス量を
調整する調整手段９と、所望庫内温度を設定する
庫内温度設定器１２と、庫内温度を検出する温度
センサ１３と、該温度センサ１３および上記庫内
温度設定器１２の出力を受け、庫内温度が所望庫
内温度になるように上記調整手段９に制御信号を
出力する制御手段１４とを備えた冷凍装置の制御
装置を前提とする。これに加えて、本発明では、
上記温度センサ１３によつて検出された庫内温度
が低下して低限界温度に達したときの上記制御手
段１４による調整手段９への制御量を記憶する記
憶手段１６と、上記温度センサ１３による庫内温
度が低限界温度以下に低下したとき上記調整手段
９を上記バイパス通路８への冷媒バイパス量が最
大となるように固定しかつ上記制御手段１４によ
る上記調整手段９の制御を停止するとともに、庫
内温度が上昇して低限界温度に復帰したとき上記
制御手段１４による上記調整手段９の制御を上記
記憶憶手段１６に記憶した制御量で再開する復帰
手段１７とを備えた構成としている。

（作用） 上記の構成により、本発明では、庫内温度を所
望庫内温度に収束させるべく、制御手段１４によ
り温度センサ１３および庫内温度設定器１２の出
力信号に基づいて循環冷媒回路７を流れる冷媒の
バイパス通路８へのバイパス量を調整する調整手
段９の制御が行われる。

そして、庫内温度が低下して低限界温度に達し
た場合には、制御手段１４による調整手段９への
制御量を記憶手段１６に記憶するとともに、調整
手段９をバイパス量が大となるように固定しかつ
制御手段１４による調整手段９の制御を停止す
る。これにより、庫内温度は一旦低限界温度以下
に低下するが、蒸発器５へのホツトガス冷媒の導
入量の増大に伴い、庫内温度は次第に上昇するよ
うになり低限界温度に復帰する。その際、上記制
御手段１４による調整手段９の制御は、復帰手段
１７により上記記憶手段１６に記憶した制御量か
ら再開されるので、調整手段９でハンチングを起
すことがなく、庫内温度を速やかに設定温度すな
わち所望庫内温度に収束させることができること
になる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第２図以下の図面に
基づいて説明する。

第２図は本発明を冷凍装置Ａに適用した実施例
を示す。同図において、１は圧縮機、２は水冷凝
縮器、３は該水冷凝縮器２に冷却水が循環しない
とき作動する３個の送風フアン３ａ…を有する空
冷凝縮器、４は膨張機構としての温度自動膨張
弁、５は２個の送風フアン５ａ，５ａを有する蒸
発器である。該各機器１〜５はそれぞれ冷媒配管
６…により冷媒循環可能に閉回路に接続されて循
環冷媒回路７が形成されており、冷媒を圧縮機１
により順次空冷凝縮器３、水冷凝縮器２、膨張弁
４および蒸発器５を経て圧縮機１に流通循環させ
ることにより、水冷又は空冷凝縮器２，３におい
てガス冷媒の有する熱量を庫外に放出するととも
に、蒸発器５において液冷媒に庫内の熱量を吸収
させて、庫内を冷却するようになされている。

また、８は上記水冷、空冷凝縮器２，３および
膨張弁４をバイパスするように循環冷媒回路７に
配設されたバイパス通路、９は上記循環冷媒回路
７の上記バイパス通路への分岐部に設けられ冷媒
のバイパス通路８へのバイパス量を調整する調整
手段としての三方比例弁である。該三方比例弁９
は、圧縮機１からのホツトガス冷媒を上記水冷、
空冷凝縮器２，３側またはバイパス通路８側に導
くようにしてそのバイパス量を調整するようにな
されている。

また、（SV）は、前記温度自動膨張弁４の均圧
管４ａを、冷凍運転時吸入ガス管に、冷蔵運転時
バイパス通路８に切換連通させる三方弁である。

さらに、１２は所望庫内温度を設定する庫内温
度設定器、１３は庫内温度を検出する温度センサ
（本例では蒸発器の吹出空気温度を検知している
が、吸込空気温度を検知してもよい）である。上
記庫内温度設定器１２および温度センサ１３は庫
内温度が所望庫内温度になるように上記三方比例
弁９に制御信号を出力する制御手段としてのコン
トローラ１４に接続されている。

そして、上記コントローラ１４の内部には、
CPU２１，RAM２２，ROM２３，Ｉ／Ｏポー
ト２４，Ａ／Ｄ変換器２５およびドライバ２６，
２７を備える。そして、RAM２２により、上記
温度センサ１３で検出された庫内温度が低下して
低限界温度に達したときの上記コントローラ１４
による三方比例弁９への制御量としての弁電圧を
記憶する記憶手段１６が構成されているととも
に、CPU２１によつて、第４図に示すように、
上記温度センサ１３による庫内温度が低下して低
限界温度（Ｂ点）に達したとき上記三方比例弁９
を全開にしかつ該三方比例弁９の制御を停止する
とともに、庫内温度がさらに低下した後、Ｃ点を
ピークにして上昇し低限界温度（BB点）に復帰
したときに上記三方比例弁９の制御を上記記憶手
段１６に記憶した弁電圧で再開する復帰手段１７
が構成されている。

また、上記コントローラ１４の内部構成は、第
３図に示されている。同図において、MCは圧縮
機モータ、MF₁は蒸発器５の送風フアンモータ、
MF₂は空冷凝縮器３の送風フアンモータ、１０
Ｃは上記圧縮機モータMCを作動させると同時に
空冷凝縮器３の送風フアンモータMF₂への通電
を許容する常開接点（１０C^- ₁）を有する圧縮機
リレー、１０Ｆは蒸発器５の送風フアンモータ
MF₁を作動させる常開接点（１０F^- ₁）を有する
蒸発器フアンリレー、２０Slは冷媒配管６に介設
されて循環冷媒回路７の冷媒流れを許容又は阻止
する電磁弁である。

尚、第２図およ第３図中、３１は高圧圧力開閉
器、３２は過電流リレー、３５は熱交換器付アキ
ユムレシーバ、Trは変圧器、Ｓは運転／停止ス
イツチ、３７は油圧保護圧力開閉器、３８はラン
プスイツチ、３９は油圧リセツトスイツチ、４０
は圧縮機保護サーモ、４２〜４５は手動の切換開
閉器であつてすべて連動しており、４２は電圧切
換用、４３は変圧器Trの結線切換用、４４，４
５は圧縮機モータMC用である。また、６０Ｗは
水冷凝縮器３への冷却水循環用に開作動する水用
圧力開閉器でであつて、その開作動時に空冷凝縮
器３の送風フアンモータMF₂を停止させるもの
である。

次に、上記実施例の作動について第５図に基づ
いて詳細に説明する。

冷凍装置Ａの運転によつて、庫内温度Ｔが低下
して高限界温度（Ａ点、設定温度SPを基準とし
て＋1.0℃）以下になると、ステツプS₁において、
庫内温度Ｔが低限界温度（Ｂ点、設定温度SPを
基準として−1.5℃）以上の範囲で三方比例弁９
のPID制御が行われる。なお、このとき液冷媒量
を強制的に少なくするため、膨張弁４の均圧管４
ａは三方弁SVによりバイパス通路８に連通して
いる。

そして、ステツプS₂において、庫内温度Ｔが低
限界温度（Ｂ点）まで低下したか否かが判断さ
れ、低限界温度（Ｂ点）より高い場合には三方比
例弁９のPID制御を継続する一方、低限界温度
（Ｂ点）に達すると、ステツプS₃において、その
ときの三方比例弁９の弁開度に対応する弁電圧を
記憶手段１６に記憶させると同時に、ステツプS₄
において、三方比例弁９のPID制御を停止しかつ
三方比例弁９への弁電圧を出力100％にして弁開
度を全開にする。

この状態で、庫内温度Ｔは、一旦低下した後第
４図上Ｃ点をピークにして次第に上昇するように
なる。そして、ステツプS₅において、庫内温度Ｔ
が低限界温度（Ｄ点）以上に達したか否かが判断
され、庫内温度Ｔが抵低限界温度（Ｄ点）に復帰
するのを待つて、ステツプS₆において、記憶手段
１６から上記ステツプS₃で記憶した弁電圧を読み
込み、三方比例弁９を上記弁電圧に対応する弁開
度にしてステツプS₁に房り、三方比例弁９のPID
制御を再開する。

したがつて、上記実施例では、庫内温度が低限
界温度（Ｂ点）以下に低下した場合、三方比例弁
９のPID制御を停止して三方比例弁９を全開にす
る一方、庫内温度が低限界温度（Ｄ点）に上昇復
帰すると、三方比例弁９のPID制御停止直前の弁
開度から三方比例弁９のPID制御を再開するの
で、庫内温度が低限界温度以下の範囲ではPID制
御の比例値(P)、積分値(I)およ微分値(D)の各演算が
全く行われないため、庫内温度の設定温度からの
偏差や三方比例弁９への積分弁電圧が小さくなつ
て庫内温度の制御に際してハンチングをおこすこ
とがなく、低限界温度復帰後の庫内温度を速やか
に設定温度、すなわち所望庫内温度に収束させる
ことができる。

尚、上記実施例では、調整手段として、三方比
例弁９を用いたが、上記循環冷媒回路７のバイパ
ス通路８との分岐部より下流側およびバイパス通
路８にそれぞれ電磁式の二方弁を配設してもよ
く、上記実施例と同様の作用、効果を奏し得るの
はもとよりである。

（発明の効果） 以上の如く、本発明では、庫内温度に基づいて
冷媒のバイアス制御を行うことにより、庫内温度
を所望温度に収束させる冷凍装置の制御装置にお
いて、庫内温度が低限界温度以下に低下すると、
低限界温度に達したときの制御手段１４による調
整手段９への制御量を記憶するとともに、上記制
御手段１４による調整手段９の制御を停止しかつ
該調整手段９によるバイパス量を最大にし、庫内
温度が低限界温度に上昇復帰したとき、上記制御
手段１４による調整手段９の制御を上記調整手段
９の制御停止直前の制御量から再開するようにし
たので、調整手段９の制御演算に際し、庫内温度
の設定温度からの偏差や調整手段９への積分弁電
圧が小さくなつて、調整手段９でハンチングを起
すことがなく、庫内温度を速やかに所望庫内温度
に収束させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロツク図であ
る。第２図ないし第５図は本発明の実施例を示
し、第２図は冷凍装置の冷媒配管系統図、第３図
は電気回路図、第４図は冷凍装置の運転時におけ
る庫内温度の時間的な変化を示す図、第５図はコ
ントローラの基本作動を示すフローチヤート図で
ある。 Ａ…冷凍装置、１…圧縮機、２…水冷凝縮器、
３…空冷凝縮器、４…膨張弁、７…循環冷媒回
路、…バイパス通路、９…三方比例弁、１２…庫
内温度設定器、１３…温度センサ、１４…コント
ローラ、１６…記憶手段、１７…復帰手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機１、凝縮器２，３、膨張機構４および
   蒸発器５を直列に閉回路に接続してなる循環冷媒
   回路７と、該循環冷媒回路７の上記凝縮器２，３
   および膨張機構４をバイパスするパイパス通路８
   と、上記循環冷媒回路７を流れる冷媒の上記バイ
   パス通路８へのバイパス量を調整する調整手段９
   と、所望庫内温度を設定する庫内温度設定器１２
   と、庫内温度を検出する温度センサ１３と、該温
   度センサ１３および上記庫内温度設定器１２の出
   力を受け、庫内温度が所望庫内温度になるように
   上記調整手段９に制御信号を出力する制御手段１
   ４とを備えた冷凍装置の制御装置において、上記
   温度センサ１３によつて検出された庫内温度が低
   下して低限界温度に達したときの上記制御手段１
   ４による調整手段９への制御量を記憶する記憶手
   段１６と、上記温度センサ１３による庫内温度が
   低限界温度以下に低下したとき上記調整手段９を
   上記バイパス通路８への冷媒バイパス量が最大と
   なるように固定しかつ上記制御手段１４による上
   記調整手段９の制御を停止するとともに、庫内温
   度が上昇して低限界温度に復帰したとき上記制御
   手段１４による上記調整手段９の制御を上記記憶
   手段１６に記憶した制御量で再開する復帰手段１
   ７とを備えていることを特徴とする冷凍装置の制
   御装置。