JPH0581921B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えばサーモスタツトを備えた冷
凍装置等により冷凍室内の温度状態を制御する際
に利用される状態制御方式に関する。

一般に海上輸送用冷凍装置等の温度制御装置は
サーモスタツトを備えている。第１図はこのサー
モスタツトの基本動作を示すもので、すなわち、
このサーモスタツトは制御温度が上昇中にT_Hを
越えると“Ｈ”レベルを出力し、またその制御温
度が下降してT_Lを下回ると“Ｌ”レベルを出力
するものである。つまり、このサーモスタツトを
備えた温度制御装置が例えば冷凍装置の場合に
は、冷凍室の室内温度が上昇してT_Hを越えると、
サーモスタツトの出力レベルが“Ｈ”となり冷凍
運転を開始し、また、室内温度がT_Lまで下がり
サーモスタツト出力が“Ｌ”レベルとなると、冷
凍運転を停止するものである。

第２図はこのサーモスタツトを２個組み合わせ
た場合の動作を示すもので、このサーモスタツト
の出力レベルは３つのレベル“”“”“”か
らなる。すなわち、サーモスタツトの検出温度が
高く、その出力レベルが“”の状態で、検出温
度が降下してT₂を下回ると出力レベルが“”
となり、さらに温度降下してT₁を下回ると出力
レベル“”となる。また、上記出力レベル
“”の状態で温度上昇し、検出温度T₄を越える
と出力レベルは“”に戻り、上記出力レベル
“”の状態で温度上昇し検出温度がT₃を越える
と出力レベルは“”に戻るようになる。

第３図は上記第２図における２個のサーモスタ
ツトＡおよびＢの動作を分解して示すもので、サ
ーモスタツトＡおよびＢがそれぞれ“Ｈ”レベル
の状態で第２図における出力レベル“”、また
ＡおよびＢがそれぞれ“Ｌ”および“Ｈ”の状態
で出力レベル“”、さらにＡおよびＢがそれぞ
れ“Ｌ”の状態で出力レベル“”となるもので
ある。つまり、このような組み合わせサーモスタ
ツトを備えた温度制御装置が、例えば加熱冷却装
置の場合には、サーモスタツトの出力レベルが
“”レベルで冷却運転状態、“”レベルで運転
停止状態、“”レベルで加熱運転状態となるも
のである。

この場合、加熱冷却装置の冷却運転開始時にお
ける空気吹き出し口付近の温度差をΔT_Cとし、ま
た、加熱運転開始時における温度差をΔT_Hとすれ
ば、上記第３図におけるサーモスタツトＡのT₂
〜T₄およびサーモスタツトＢのT₁〜T₃は、それ
ぞれΔT_CおよびΔT_Hよりも大きく設定しなければ
ならない。つまり、これは冷却および加熱運転開
始時における著しい温度変化により、サーモスタ
ツトの出力レベルが直ちに運転開始前のレベルに
戻つてしまうことを防止するためのものである。
また、この加熱冷却装置の運転状態が、加熱→冷
却もしくは冷却→加熱というように、直接切り換
わることを防止するために、T₁はT₂より低く、
T₄はT₃より高くしなければならない。

ここで、上記のようなサーモスタツトを備えた
空調機の管理温度T₀は加熱開始温度T₁〜冷却開
始温度T₄までとなる。

したがつて、このように動作するサーモスタツ
トにより空調状態等を制御したのでは、管理温度
T₀の幅を、上記冷却および加熱運転開始時にお
ける温度差ΔT_CおよびΔT_Hよりも、確実に大きく
設定しなければならない状態となり、精度の高い
温度管理が要求されるような場合に非常に不都合
である。

この発明は上記のような問題点に鑑みてなされ
たもので、例えば海上輸送用冷凍装置による冷凍
状態を制御する際に、サーモスタツトの管理温度
幅大きくなることなく、精度の高い温度管理が可
能となる状態制御方式を提供することを目的とす
る。

被制御量の状態に応じて複数の運転モードを切
り換え設定するもので、上記複数の運転モードは
運転モードと運転モード及び運転モードよ
りなり、この複数の運転モードの切り換え順位を
設定し記憶する手段と、被制御量の状態を検出す
る手段と、上記複数の運転モードにおいて、運転
モードでは状態検出値がそれを下回るとき運転
モードに移行する下限値を、運転モードでは
状態検出値がそれを上回るとき運転モードに移
行しそれを下回るとき運転モードに移行する上
限値及び下限値を、運転モードでは状態検出値
がそれを上回るとき運転モードに移行する上限
値を設定し、且つ、運転モードの下限値＜運転
モードの下限値、運転モードの上限値＜運転
モードの上限値の関係にある制御限界を設定す
る手段と、上記状態検出値が上記制御限界内にあ
るときは現状の運転モードを継続運転し、上記状
態検出値が制御限界を逸脱したときは上記切り換
え順位に対応して新しい運転モードを選定し切り
換える手段と、この運転モードの切り換え設定後
その切り換えられた運転モードでの運転を一定時
間継続させる手段とを具備したものである。

以下図面によりこの発明の一実施例を説明す
る。

第４図は例えばこの制御方式を加熱冷却装置に
利用する場合の構成を示すもので、この方式で
は、まず温度設定手段１１により維持すべき温度
を設定する。そして、この維持すべき所定の温度
に応じて複数の運転モード、例えば冷却運転、運
転停止、加熱運転それぞれにおける温度制御の限
界値を、上下限値設定手段１２により設定すると
同時に、イニシヤル運転モード決定用温度設定手
段１３により、最初の運転モードを決定するため
の温度範囲を設定する。この場合、温度検出装置
１４により検出した温度Ｔが、上記モード決定用
温度設定手段１３により設定された温度範囲のど
の位置に属するかによつて、最初の運転モードを
運転モード選定手段１５により選定する。

このように選定された運転モードは、運転モー
ド指示手段１６により加熱冷却装置１７の制御装
置１８に伝えられ、加熱冷却装置１７は選定され
た運転モードで運転を開始する。ここで、運転モ
ード指示手段１６により、上記、選定手段１５で
選定された運転モードが制御装置１８に対して指
示されると、タイマ１９により一定時間ｔの計時
を行なう。このタイマ１９による一定時間ｔの計
時が終わると、制御限界値設定手段２０には、上
記上下限値設定手段１２により設定された温度制
御の限界値を、運転モード指示手段１６により指
示された運転モードに対応して設定する。

この場合、運転モード選定手段１５では、制御
限界値設定手段２０に設定された制御限界の上下
限値と、温度検出装置１４により検出された検出
温度Ｔとを比較する。つまり、運転モード選定手
段１５では、検出温度Ｔが制御限界の上下限値内
にある時は、現状の運転モードを継続選定し、ま
た、検出温度Ｔが制御限界の上下限値を逸脱した
時には、その上限および下限の何れかを逸脱した
かに応じて運転モード順位設定手段２１に記憶さ
れている運転モード順位に従つて、新たな運転モ
ードを選定する。 このように選定された新たな
運転モードは、再び運転モード指示手段１６によ
り制御装置１８に指示されるもので、これにより
加熱冷却装置１７は新たな運転モードで運転を開
始する。ここで、再びタイマ１９により一定時間
ｔの計時を行なうもので、この計時の後に、制御
限界値設定手段２０に設定されている以前の運転
モードに対応した制御限界値を抹消し、新たな運
転モードに対応した制御限界値を設定する。この
新たな運転モードに対応した制御限界値は、運転
モード選定手段１５により、再び温度検出装置１
４からの検出温度Ｔと比較されるもので、これに
より、また再び新たな運転モードを、運転モード
順位設定手段２１の運転モード順位に従つて選定
する。

第５図はこの制御方式によるサーモスタツトの
基本動作を示すもので、例えば前記第４図におけ
る制御限界値設定手段２０に設定される上下限値
を、それぞれこの第５図におけるT_HおよびT_Lと
する。この場合、運転モード選定手段１５の比較
により、温度検出装置１４からの検出温度Ｔが上
記T_HとT_Lとの間にある時はサーモスタツトの出
力レベルは変化せず現状の運転モードを維持し、
また、検出温度ＴがT_Hを上回つた時には、出力
レベルが“Ｈ”となり運転モード順位設定手段２
１に従つて、１つだけ上位の新たな運転モードが
選定される。さらに、これとは逆に検出温度Ｔが
T_Lを下回つた時には、出力レベルが“Ｌ”とな
り１つだけ下位の運転モードが選定される。

第６図はこの制御方式を加熱冷却装置に利用し
た場合のサーモスタツトの動作を示すもので、こ
のサーモスタツトは第７図に分解して示すよう
に、３つのサーモスタツトＣ，Ｄ，Ｅからなる。
第８図はこの制御方式による加熱冷却装置のフロ
ーチヤートを示すもので、上記第６図および第７
図におけるサーモスタツトの動作をこのフローチ
ヤートに沿つて説明する。ここで、第６図におけ
る運転モード，，を、それぞれ例えば冷
却、停止、加熱運転状態とする。

すなわち前記第４図におけるイニシヤル運転モ
ード決定用温度設定手段１３により、予め最初の
運転モードを決定するための温度をT₁₃に設定す
る。これにより、検出温度Ｔが上記T₁₃よりも上
または下であるかによつて、最初の運転モード
（冷却）または（停止）が選定されるもので、
ここで、例えば運転モードが選定された場合に
は、一定時間ｔの経過の後に、第７図におけるサ
ーモスタツトＤの動作に移るようになる。つま
り、検出温度Ｔがこの運転モードの制御限界値
T₁₂とT₁₃との間（T₁₂ＴT₁₃）である場合に
は、運転モードによる運転停止状態を継続する
もので、この検出温度Ｔが上限値T₁₃を上回れば
（T₁₃＜Ｔ）運転モード順次に従つて運転モード
が選定され冷却運転状態に切り換わり、また、
下限値T₁₂を下回れば（Ｔ＜T₁₂）運転モード
が選定され加熱運転状態に切り換わるようにな
る。

つまり、検出温度Ｔが（T₁₂≦Ｔ≦T₁₃）にあ
れば停止モードのままとなり、検出温度Ｔが
T₁₂を下回るか、T₁₃を上回ると、“NO”に進み、
運転モードの切り換えが成される。

ここで、（Ｔ＞T₁₃）である場合には冷却モー
ドに切り換わり、それ以外の場合、つまり、
（Ｔ＜T₁₂）である場合には加熱モードに切り
換わる。

次に、最初の検出温度ＴがT₁₃Ｔとなり運転
モードが選定された場合、もしくは上記のよう
に運転モードが運転モードに切り換え設定さ
れた場合には、運転モードによる冷却運転を一
定時間ｔの間継続した後に、サーモスタツトＣの
動作に移るようになる。つまり、検出温度Ｔが冷
却限界値T₁₁内（T₁₁Ｔ）であれば運転モード
による冷却運転を継続し、また、この冷却限界
値T₁₁を下回ると（Ｔ＜T₁₁）運転モード順位に
従つて運転モードによる運転停止状態に切り換
わるようになる。

そして、最後に、運転モードから運転モード
の加熱運転に切り換わつた場合には、一定時間
ｔの経過の後、サーモスタツトＥの動作に移るよ
うになる。つまり、検出温度Ｔが加熱限界値T₁₄
内（ＴT₁₄）である時には、運転モードによ
る加熱運転を継続し、また、この加熱限界値T₁₄
を上回つた時（T₁₄＜Ｔ）には、運転モード順位
に従つて運転モードによる運転停止状態に切り
換わるようになる。

すなわち、実際の温度制御では、検出温度Ｔが
冷却モードでの冷却下限値T₁₁を下回り停止モ
ードとなると、被制御温度は上昇する（冷却が
必要な環境下のため）ことになり、該停止モード
が一定時間ｔ継続し、この停止モードとして
新たな制御限界値T₁₂，T₁₃が設定される。そし
て、検出温度Ｔがその上限値T₁₃を上回ると、再
び冷却モードとなる。これによりT₁₂〜T₁₃の
範囲に温度制御される。

ここで、上記停止モード中に環境が変化し、
検出温度Ｔがその制御限界の下限値T₁₂を下回る
と加熱モードとなる。

また、検出温度Ｔが加熱モードでの加熱上限
値T₁₄を上回り停止モードとなると被制御温度
は下降する（加熱が必要な環境下回のため）こと
になり、該停止モードが一定時間ｔ継続し、こ
の停止モードとして新たな制御限界値T₁₂，
T₁₃が設定される。そして、検出温度Ｔがその下
限値T₁₂を下回ると、再び加熱モードとなる。
これにより、T₁₂〜T₁₃の範囲に温度制御される。

ここで、上記停止モード中に環境が変化し、
検出温度Ｔがその制御限界の上限値T₁₃を上回る
と冷却モードとなる。

すなわち、この加熱冷却装置では、周囲の環境
状態に応じて、冷却モード→停止モード→加
熱モードと切り換わる運転サイクルや、冷却モ
ードと停止モードとの繰返しサイクル、ま
た、加熱モードと停止モードとの繰返しサイ
クルが適宜組合わされる。この場合、この制御方
式による管理温度幅T₀は、加熱運転開始温度T₁₂
〜冷却運転開始温度T₁₃までとなる。

つまり、停止モードでの管理温度範囲はT₁₂
〜T₁₃であり、この範囲T₁₂〜T₁₃から逸脱すると
冷却モード又は加熱モードに切り換わるもの
で、従来例第２図に対応する管理温度範囲T₁〜
T₄に較べ、T₁₂〜T₁₃と大幅に狭くなる。

すなわち、このような制御方式によれば、それ
ぞれの運転モード，，による運転開始の
後、一定時間ｔが経過する間無条件でそのままの
運転モードが継続されるので、従来のように、運
転モードによる冷却運転開始時の温度差ΔT_Cお
よび運転モードによる加熱運転開始時の温度差
ΔT_Hに関係することなく、各運転モード（加熱、
停止、冷却）におけるそれぞれの制御限界値
（T₁₁〜T₁₄）を設定することができる。また、こ
の場合、運転モードによる冷却運転と、運転モ
ードによる加熱運転とが、直接切り換わること
がないので、それぞれのモードの制御限界値
（T₁₁〜T₁₄）を必ずしも従来のように単調増加さ
せる必要はない、したがつて、加熱冷却装置の管
理温度の幅T₀を、従来の第２図および第３図に
おけるT₁〜T₄に対して、この実施例では第６図
および第７図におけるT₁₂〜T₁₃と大幅に狭める
ことが可能となり、精度の高い温度管理ができる
ようになる。

尚、上記実施例における、検出温度Ｔは、複数
の検出温度の比較演算結果または平均値等の代表
温度値であつてもよい。

また、上記実施例では、最初の運転モードを、
イニシヤル運転モード決定手段１３による温度設
定値と、温度検出装置１４による検出温度Ｔとの
比較によつて選定しているが、この最初の運転モ
ードは、制御限界値設定手段２０による各運転モ
ード何れかの制御限界値との、直接の比較により
選定してもよい。

さらに、上記実施例では、この制御方式を加熱
冷却装置に利用した場合を述べたが、この制御方
式は、例えば湿度、圧力等の状態量を管理する制
御装置にも利用することが可能である。

以上のようにこの発明によれば、被制御量の状
態に応じて複数の運転モードを切り換え設定する
もので、上記複数の運転モードは運転モードと
運転モード及び運転モードよりなり、この複
数の運転モードの切り換え順位を設定し記憶する
手段と、被制御量の上記を検出する手段と、上記
複数の運転モードにおいて、運転モードでは状
態検出値がそれを下回るとき運転モードに移行
する下限値を、運転モードでは状態検出値がそ
れを上回るとき運転モードに移行しそれを下回
るとき運転モードに移行する上限値及び下限値
を、運転モードでは状態検出値がそれを上回る
とき運転モードに移行する上限値を設定し、且
つ、運転モードの下限値＜運転モードの下限
値、運転モードの上限値＜運転モードの上限
値の関係にある制御限界を設定する手段と、上記
状態検出値が上記制御限界内にあるときは現状の
運転モードを継続運転し、上記状態検出値が制御
限界を逸脱したときは上記切り換え順位に対応し
て新しい運転モードを選定し切り換える手段と、
この運転モードの切り換え設定後その切り換えら
れた運転モードでの運転を一定時間継続させる手
段とを具備したので、例えば海上輸送用冷凍装置
による冷凍状態を制御する場合でも、サーモスタ
ツトの管理温度幅が大きくなることなく、高精度
の温度管理が可能となる。したがつて、この制御
方式を利用した状態制御装置の信頼性を向上する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の温度制御装置のサーモスタツト
の基本動作を示す図、第２図は上記サーモスタツ
トを２つ組み合わせた場合の動作を示す図、第３
図は上記組み合わせサーモスタツトの動作を分解
して示す図、第４図はこの発明の一実施例に係る
状態制御方式を示すブロツク構成図、第５図は上
記制御方式によるサーモスタツトの基本動作を示
す図、第６図は上記制御方式を加熱冷却装置に利
用した場合のサーモスタツトの動作を示す図、第
７図は上記制御方式を加熱冷却装置に利用した場
合のサーモスタツトの動作を分解して示す図、第
８図は上記制御方式による加熱冷却装置のフロー
チヤートを示す図である。 １１……温度設定手段、１２……上下限値設定
手段、１４……温度検出装置、１５……運転モー
ド選定手段、１６……運転モード指示手段、１９
……タイマ、２０……制御限界値設定手段、２１
……運転モード順位設定手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被制御量の状態に応じて複数の運転モードを
   切り換え設定する状態制御方式において、 上記複数の運転モードは運転モードと運転モ
   ード及び運転モードよりなり、この複数の運
   転モード切り換え順位を設定し記憶する手段と、 被制御量の状態を検出する手段と、 上記複数の運転モードにおいて、運転モード
   では状態検出値がそれを下回るとき運転モード
   に移行する下限値を、運転モードでは状態検出
   値がそれを上回るとき運転モードに移行しそれ
   を下回るとき運転モードに移行する上限値及び
   下限値を、運転モードでは状態検出値がそれを
   上回るとき運転モードに移行する上限値を設定
   し、且つ、運転モードの下限値＜運転モード
   の下限値、運転モードの上限値＜運転モード
   の上限値の関係にある制御限界を設定する手段
   と、 上記状態検出値が上記制御限界内にあるときは
   現状の運転モードを継続運転し、上記状態検出値
   が制御限界を逸脱したときは上記切り換え順位に
   対応して新しい運転モードを選定し切り換える手
   段と、 この運転モードの切り換え設定後その切り換え
   られた運転モードでの運転を一定時間継続させる
   手段と、 を具備したことを特徴とする状態制御方式。