JPH08247623A - 冷凍機用制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被冷却品の品質を確実に維持するとともにシ
ョ−ケ−ス増設時に冷凍機の運転容量と除霜ヒ−タ容量
のバランスを図り、電源設備容量を維持できる冷凍機用
制御装置を得ることを目的としている。 【構成】 除霜ヒータ９内蔵の複数のショーケース１０
に冷媒配管１１を通して冷媒を送り出す圧縮機１と、圧
縮機１を駆動する電動機２と、電動機２の回転数制御を
行うインバータ１２と、ショーケース１０より伝送線１
４を通じて除霜ヒータ通電情報と冷凍機運転情報を入力
してこれら情報に基づいて電動機２の回転数を決め回転
数決定信号をインバータ１２に出力するコントローラ１
３Ａとを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ショーケース用の冷
凍機を駆動制御する冷凍機用制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図５は例えば特開平5-288455号公報に示
された従来の冷凍冷蔵ショ−ケ−スの除霜制御装置の構
成を示すブロック図である。図において、４００は図示
しない各ショ−ケ−スの除霜のタイミングを指示する除
霜制御回路、４０２は除霜制御回路４００に接続されシ
ョ−ケ−スとの間で信号を入出力する伝送回路、４０４
除霜制御回路４００と伝送回路４０２で構成される冷凍
機の制御装置である。

【０００３】４０６は除霜開始時間をカウントする除霜
タイマ、４０８は図示しない冷凍機の停止を検出する低
圧カット検出器、４１０は冷凍機の制御装置４０４との
間で信号を入出力する伝送回路、４１２は冷凍機の制御
回路４０４からの指示により除霜ヒ−タへの通電を制御
する除霜制御回路、４１４Ａは伝送回路４１０と除霜制
御回路４１２から構成されるショ−ケ−スの制御装置で
ある。４１４Ｂのショーケースの制御装置も同様な構成
でる。

【０００４】４１６は除霜終了を検出する除霜終了検出
器、４１８は冷媒回路の途中に設けられ冷媒の供給をオ
ンオフする電磁弁、４２０は除霜ヒ−タをオンオフする
電磁開閉器、４２２は冷凍機側の伝送回路４０２と複数
台のショ−ケ−ス４１４Ａ，Ｂ側の伝送回路を接続する
シリアル伝送線である。

【０００５】次に、従来装置の動作を図６、図７のフロ
−チャ−トを用いて説明する。図６は冷凍機側の除霜制
御回路４００の動作を示すフロ−チャ−ト、図７はショ
−ケ−ス側の除霜制御回路４１２の動作を示すフロ−チ
ャ−トである。以下、動作説明中でステップＳ５００番
代を付したものは図６の冷凍機側の除霜制御回路４００
の動作フロ−チャ−トを説明したものであり、ステップ
Ｓ６００番代は図７はショ−ケ−ス側の除霜制御回路４
１２の動作フロ−チャ−トを説明したものである。

【０００６】冷却運転中、除霜タイマ４０６は除霜開始
時間をカウントし、カウント値が除霜制御回路４００に
入力され（ステップＳ５００）、除霜制御回路４００に
設定されている除霜開始時刻になると（ステップＳ５０
２）、伝送回路４０２からシリアル伝送線４２２を介し
て全てのショ−ケ−スの伝送回路４１０に除霜開始指令
が発信される（ステップＳ５０４）。

【０００７】ショ−ケ−ス側の伝送回路４１０はこの除
霜開始指令を受信し（ステップＳ６００，６０２）、除
霜制御回路４１２から電磁弁４１８に出力してこれをオ
フし（ステップＳ６０４）、冷却器の運転を停止すると
除霜開始指令に対する応答を伝送回路４１０からシリア
ル伝送線４２２を介して伝送回路４０２に出力する（ス
テップＳ６０６）。冷凍機側の制御装置４０４はこの応
答を受けて（ステップＳ５０６，５０８）、低圧カット
検出器４０８からの信号を検知する（ステップＳ５１
０）。

【０００８】低圧カットの信号の入力があれば冷凍機が
オフされたものと判断して（ステップＳ５１２）、除霜
ヒ−タへの通電開始指令を伝送回路４０２からショ−ケ
−スの伝送回路４１０へ出力する（ステップＳ５１
４）。ショ−ケ−ス側の伝送回路４１０はこの指令を受
け（ステップＳ６０８，６１０）、除霜制御回路４１２
から電磁開閉器４２０に出力して除霜ヒ−タの通電をオ
ンする（ステップＳ６１２）。そして、除霜終了検出器
４１６から除霜制御回路４１２への出力により除霜終了
が検知されると（ステップＳ６１４，６１６）、除霜制
御回路４１２からの出力で除霜ヒ−タへの通電がオフし
（ステップＳ６１８）、除霜終了が伝送回路４１０から
冷凍機側の制御装置４０４の伝送回路４０２へ出力され
る。

【０００９】他のショ−ケ−スについても除霜制御回路
４００に設定されている除霜開始時刻になると同様の動
作が行われ、除霜終了が伝送回路４１０から冷凍機側の
制御装置４０４の伝送回路４０２へ出力される。冷凍機
側の制御装置４０４の除霜制御回路４０２はこの除霜終
了通知を受け（ステップＳ５１６）、全てのショ−ケ−
スで除霜が終了したことを確認したうえで（ステップＳ
５１８）、全てのショ−ケ−スに対して冷却運転の開始
指令を出す（ステップＳ５２０）。

【００１０】ショ−ケ−スはこの指令を受けて（ステッ
プＳ６２２，６２４）、除霜制御回路４１２の出力で電
磁弁４１８をオンし（ステップＳ６２６）、冷却器に冷
媒を供給して冷却運転を開始する。以上のように従来技
術は、１台の冷凍機で複数台のショ−ケ−スの除霜運転
を同時に行う場合、冷凍機側とショ−ケ−ス側とを伝送
線で接続し、この伝送線を介しての信号の応答により、
冷凍機と除霜ヒ−タへの同時通電を防止するようにした
ものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来のショ−ケ−スの
除霜制御装置は以上のように複数台のショ−ケ−スの除
霜運転を同時に行う場合、複数台の中のあるショ−ケ−
ス内の温度が設定値に保たれてなくても、電源設備容量
を超えないようにするため冷凍機の運転を停止しなけれ
ばならず、被冷却品の品質を損なうという問題点があっ
た。

【００１２】また、冷凍機と複数台のショ−ケ−スの除
霜ヒ−タに同時に通電がなされた場合やショ−ケ−スを
増設する場合、電源設備の最大容量をオ−バ−するなど
の問題点があった。

【００１３】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、被冷却品の品質を確実に維持す
るとともにショ−ケ−ス増設時に冷凍機の運転容量と除
霜ヒ−タ容量のバランスを図り、電源設備容量を維持で
きる冷凍機用制御装置を得ることを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る冷
凍機用制御装置は、除霜ヒータ内蔵の複数の冷凍庫に冷
媒配管を通して冷媒を送り出す冷媒圧縮機と、この冷媒
圧縮機を駆動する電動機と、この電動機の回転数制御を
行う制御手段と、前記各冷凍庫より伝送線を通じて除霜
ヒータ通電情報と冷凍機運転情報を入力してこれら情報
に基づいて前記電動機の回転数を決め回転数決定信号を
前記制御手段に出力する回転数決定手段とを備えたもの
である。

【００１５】請求項２の発明に係る冷凍機用制御装置
は、請求項１における冷凍機用制御装置において回転数
決定手段は各冷凍庫より入力した除霜ヒータ通電情報と
冷凍機運転情報から冷凍機系の使用電力を演算し、この
使用電力と前記冷凍機系の電源設備の最大容量とを比較
して冷媒圧縮機の回転数を決定するものである。

【００１６】請求項３の発明に係る冷凍機用制御装置
は、請求項１または２における冷凍機用制御装置におい
て回転数決定手段は冷凍庫より循環されてくる冷媒の圧
力を検出する圧力センサを備え、この検出圧力値に従っ
て冷媒圧縮機の回転数を決定して冷凍機の運転容量を増
減させるものである。

【００１７】請求項４の発明に係る冷凍機用制御装置
は、請求項１における冷凍機用制御装置において冷媒圧
縮機を駆動する電動機を極数変換用電動機とし、回転数
決定手段で決定された回転数に応じて制御手段は極数変
換用電動機の極数を変換するものである。

【００１８】請求項５の発明に係る冷凍機用制御装置
は、請求項１ないし４のいずれかにおける冷凍機用制御
装置において冷凍庫の増設時には増設個数に応じて冷媒
圧縮機の回転制御を行い、電源設備の最大容量の範囲で
冷凍機系を駆動するものである。

【００１９】

【作用】請求項１の発明における冷凍機用制御装置は、
各冷凍庫より入力した除霜ヒータ情報と冷凍機運転情報
に基づいて電動機の回転数を制御して冷凍機系の電力消
費量を下げることで、冷却動作中の冷凍庫への冷凍機の
運転を中断せずに除霜対象の冷凍庫を除霜することがで
きる。

【００２０】請求項２の発明における冷凍機用制御装置
は、各冷凍庫より入力した除霜ヒータ通電情報と冷凍機
運転情報から冷凍機系の使用電力を演算し、この使用電
力と冷凍機系の電源設備の最大容量とを比較して除霜中
の冷媒圧縮機の回転数を決定する。

【００２１】請求項３の発明における冷凍機用制御装置
は、冷凍庫より循環されてくる冷媒の圧力を圧力センサ
により検出し、この検出圧力値に従って冷媒圧縮機の回
転数を決定して冷凍機の運転容量を増減調整する。

【００２２】請求項４の発明における冷凍機用制御装置
は、冷媒圧縮機の回転数が決定されたならば極数変換用
電動機の極数を変換することで電動機の回転数を変化さ
せ、冷凍機の運転容量を除霜動作に応じて制御する。

【００２３】請求項５の発明における冷凍機用制御装置
は、冷凍庫を増設する場合、冷凍機系の使用電力は除霜
ヒ−タ通電情報と冷凍機運転情報を基に算出され、冷凍
機系の電源設備の最大容量をオ−バ−するようだと電動
機の回転数を下げ冷却容量を低下させ、電源設備の最大
容量以下に保つ。

【００２４】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１は本実施例における冷凍機制御装置の構成図
である。図において、１はショーケースより循環された
冷媒ガスを高温高圧に圧縮して凝縮器３に送り出す圧縮
機、２は圧縮機１を駆動する圧縮機用電動機、４は圧縮
機に吸入される冷媒ガスの圧力を計測する圧力センサ、
５は圧縮機１、圧縮機用電動機２、凝縮器３、圧力セン
サ４から構成される冷凍機である。

【００２５】６は凝縮器３より吐出された冷媒液を膨張
弁７に導く電磁弁、８は膨張弁７より送られてきた冷媒
液を通してショーケース内の熱を奪う蒸発器、９は熱を
奪った際に蒸発器に付着した霜を溶かす除霜ヒ−タ、１
０は電磁弁６、膨張弁７、蒸発器７、除霜ヒ−タ９から
構成されるショ−ケ−スである。尚、各ショーケース１
０はそれぞれ独立して冷却動作、除霜運転を行う。

【００２６】１１は冷凍機５とショ−ケ−ス１０を接続
する冷媒配管、１２は圧縮機用電動機２の回転数を制御
することで圧縮機１の回転数を変化させて冷凍機の出力
調整を行うインバ−タ、１３Ａはインバ−タ１２へ回転
数設定信号を決定するコントロ−ラ、１４はショ−ケ−
ス１０とコントロ−ラ１３Ａを接続し各ショ−ケ−スの
除霜ヒ−タ通電情報（例えばヒータ通電ＯＮ／ＯＦＦ）
や冷凍機運転情報（例えば冷凍運転中、除霜運運転中、
運転停止）をコントロ−ラ１３Ａに伝送するための伝送
線。

【００２７】次に、本実施例の動作を図２、図３のフロ
−チャ−トを用いて説明する。図２はコントロ−ラ１３
Ａの動作を示すフロ−チャ−ト、図３はショ−ケ−ス１
０側の動作を示すフロ−チャ−トである。本装置に電源
が投入されるとコントロ−ラ１３Ａはインバ−タ１２に
始動信号と所定の回転数設定信号を出力する（ステップ
Ｓ２００）。インバ−タ１２はこの回転数設定信号に対
応する電圧を圧縮機用電動機２に供給する。これにより
圧縮機用電動機２は所定の回転速度で回転し、圧縮機１
を駆動して冷却運転が開始される。

【００２８】ショ−ケ−ス１０側においては、装置の電
源投入により電磁弁６がオンし冷媒液が膨張弁７を通っ
て減圧膨張され、蒸発器８で蒸発されショ−ケ−ス１０
内の被冷却物が冷却される。また、各ショ−ケ−ス１０
毎に除霜ヒ−タ９が配線され、図示しないタイマにより
自動的に各ショーケースは個々に設定された時刻に除霜
運転が行われる。

【００２９】除霜中のショ−ケ−ス１０の電磁弁６はオ
フして冷媒は供給されない。コントロ−ラ１３Ａはイン
バ−タ１２に始動信号と回転数設定信号を出力してから
伝送線１４を介して１番目のショ−ケ−ス１０に運転制
御モニタ（冷凍機運転情報、除霜ヒ−タ通電情報）の要
求信号を出力する（ステップＳ２０２）。１番目のショ
−ケ−ス１０はこの要求信号を受信するとコントロ−ラ
１３Ａに運転制御モニタを送信する（ステップＳ３００
〜３０４）。

【００３０】コントロ−ラ１３Ａは運転制御モニタを受
信すると（ステップＳ２０４）、２番目のショ−ケ−ス
１０に対しても同じ処理を行う。この処理を全ショ−ケ
−スに対して行う（ステップＳ２０２〜２０６）と、予
め設定された各ショ−ケ−ス１０のヒ−タ容量（Ａ）を
基に除霜中のヒ−タ容量を算出する（ステップＳ２０
８）。そしてインバ−タ１２の周波数−出力電圧特性か
ら冷凍機運転容量（Ｂ）を算出する（ステップＳ２１
０）。

【００３１】次に除霜中のヒ−タ容量（Ａ）と冷凍機運
転容量（Ｂ）を加算し電源設備容量と比較し（ステップ
Ｓ２１２）、等しいかオ−バ−する場合はインバ−タ１
２に１段階低速の回転数設定信号を出力し冷凍機運転容
量をダウンさせる（ステップＳ２１４）。除霜中のヒ−
タ容量と冷凍機運転容量の和が電源設備容量より小さけ
れば冷媒ガスの低圧圧力を入力し（ステップＳ２１
６）、所定の増速設定値と比較する（ステップＳ２１
８）。低圧圧力が増速設定値より大きければ１段階高速
の回転数設定信号を出力し冷凍機運転容量をアップさせ
る（ステップＳ２２０）。

【００３２】低圧圧力が増速設定値より小さければ所定
の減速設定値と比較し（ステップＳ２２２）、小さけれ
ば１段階低速の回転数設定信号を出力し冷凍機運転容量
をダウンさせる（ステップＳ２２４）。ステップＳ２２
２において、低圧圧力が減速設定値より大きければ現状
の回転数で運転する。

【００３３】以上、ステップＳ２１６〜Ｓ２２４の動作
を具体的に述べると、低圧圧力は冷凍機の負荷と同等と
考えれるため、負荷が軽い（ショーケース内の温度が目
標温度に達してすると）と低圧圧力は低く、負荷が重い
（ショーケース内の温度が目標温度に達していないと）
と低圧圧力は高くなる。

【００３４】そのため、低圧圧力が増速設定値より大き
いと、冷凍機運転容量をアップしてショーケース１０内
の温度が目標温度にする。また、低圧圧力が減速設定値
より小さいと、冷凍機運転容量をダウンしてショーケー
ス１０内の過冷却を阻止する。また、圧縮機１の回転数
を増速すると冷凍機の冷凍能力は向上し、圧縮機１の回
転数を減速すると冷凍機５の冷凍能力は低下する。

【００３５】以上のように、本発明の冷凍機用制御装置
は除霜ヒ−タ通電情報と冷凍機運転情報から使用電力を
算出し、それが電源設備容量を超えないように冷凍機回
転数を制御し、さらに、冷媒ガスの低圧圧力を測定し、
それを所定値と比較して冷凍機運転容量を制御する。

【００３６】実施例２．上記、実施例１はインバータに
より圧縮機用の電動機を制御することで圧縮機の回転数
を変えて冷凍能力を制御したが、圧縮機駆動用に備えた
極数変換電動機の極数を変換制御することで圧縮機の回
転数を変えて冷凍能力を制御することもできる。

【００３７】以下、この発明の他の実施例を図について
説明する。図４は本実施例における冷凍機用制御装置の
構成図である。尚、図中、図１と同一符号は同一又は相
当部分を示す。図おいて、２Ａは極数変換電動機、１２
Ａは極数変換電動機２Ａに極数設定信号を出力する極数
変換回路である。

【００３８】本装置に電源が投入されると、コントロ−
ラ１３Ｂは極数変換回路１２Ａに所定の極数設定信号を
出力する。次に、伝送線１４を介してショ−ケ−ス１０
から除霜ヒ−タ通電情報、冷凍機運転情報を入手する。
この情報をもとに除霜中のヒ−タ容量を算出する。

【００３９】そして、極数変換回路１２Ａの極数−出力
電圧特性から冷凍機運転容量を算出する。そして、除霜
中のヒ−タ容量と冷凍機運転容量を加算し電源設備容量
と比較し、等しいかオ−バ−する場合は極数変換回路１
２Ａに１段階低速の極数設定信号を出力し冷凍機運転容
量をダウンさせる。

【００４０】除霜中のヒ−タ容量と冷凍機運転容量の和
が電源設備容量より小さければ冷媒ガスの低圧圧力を入
力し所定の増速設定値と比較する。低圧圧力が増速設定
値より大きければ１段階高速の極数設定信号を出力し冷
凍機運転容量をアップさせる。低圧圧力が増速設定値よ
り小さければ所定の減速設定値と比較し小さければ１段
階低速の極数設定信号を出力し冷凍機運転容量をダウン
させる。減速設定値より大きければ現状の回転数で運転
する。

【００４１】以上のように、極数変換電動機の極数を変
化させても冷凍機の運転容量を制御でき、実施例１と同
じ効果を得ることが出来る。

【００４２】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、除霜ヒータ内
蔵の複数の冷凍庫に冷媒配管を通して冷媒を送り出す冷
媒圧縮機と、この冷媒圧縮機を駆動する電動機と、この
電動機の回転数制御を行う制御手段と、前記各冷凍庫よ
り伝送線を通じて除霜ヒータ通電情報と冷凍機運転情報
を入力してこれら情報に基づいて前記電動機の回転数を
決め回転数決定信号を前記制御手段に出力する回転数決
定手段とを備えたので、冷凍機と複数台の冷凍庫除霜ヒ
−タに同時に通電された場合、冷凍機系のトータルの使
用電力を冷凍機系の電源設備容量以下に維持できるため
省電力化が実現できるとい効果がある。

【００４３】請求項２の発明によれば、請求項１におけ
る冷凍機用制御装置において回転数決定手段は各冷凍庫
より入力した除霜ヒータ通電情報と冷凍機運転情報から
冷凍機系の使用電力を演算し、この使用電力と前記冷凍
機系の電源設備の最大容量とを比較して冷媒圧縮機の回
転数を決定するようにしたので、請求項１の効果に加え
て冷凍庫の増設に拘わらずトータルの使用電力を所定値
以下に容易に制限できるという効果がある。

【００４４】請求項３の発明によれば、請求項１または
２における冷凍機用制御装置において回転数決定手段は
冷凍庫より循環されてくる冷媒の圧力を検出する圧力セ
ンサを備え、この検出圧力値に従って冷媒圧縮機の回転
数を決定して冷凍機の運転容量を増減させるようにした
ので、冷凍庫の冷却運転を効率よく行えるという効果が
ある。

【００４５】請求項４の発明によれば、請求項１におけ
る冷凍機用制御装置において冷媒圧縮機を駆動する電動
機を極数変換用電動機とし、回転数決定手段で決定され
た回転数に応じて制御手段は極数変換用電動機の極数を
変換するようにしたので、簡易な構成で冷凍機の運転容
量を制御できるという効果がある。

【００４６】請求項５の発明によれば、請求項１ないし
４のいずれかにおける冷凍機用制御装置において冷凍庫
の増設時には増設個数に応じて冷媒圧縮機の回転制御を
行い、電源設備の最大容量の範囲で冷凍機系を駆動する
ようにしたので、冷媒圧縮機の回転数制御により可能な
限り現状の電源設備容量で冷凍庫を増設できるようにし
たのでイニシャルコストを低減できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例による冷凍機用制御装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】 本実施例の冷凍機用制御装置のコントロ−ラ
側の動作を示すフロ−チャ−トである。

【図３】 本実施例の冷凍機用制御装置のショ−ケ−ス
側の動作を示すフロ−チャ−トである。

【図４】 この発明の他の実施例による冷凍機用制御装
置の構成図である。

【図５】 従来の冷凍冷蔵ショ−ケ−スの冷凍制御装置
を示すブロック図である。

【図６】 従来の冷凍制御装置の除霜制御回路の動作を
示すフロ−チャ−トである。

【図７】 従来の冷凍制御装置のショ−ケ−ス側の除霜
制御回路の動作を示すフロ−チャ−トである。

【符号の説明】

１ 圧縮機、２ 圧縮機用電動機、２Ａ 極数変換用電
動機、４ 圧力センサ、５ 冷凍機、９ 除霜ヒータ、
１０ ショーケース、１１ 冷媒管、１３Ａ，１３Ｂ
コントローラ、１２ インバータ、１２Ａ 極数変換回
路、１４ 伝送線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 茂 長崎県長崎市旭町８番23号 三菱電機エン ジニアリング株式会社長崎事業所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 除霜ヒータ内蔵の複数の冷凍庫に冷媒配
   管を通して冷媒を送り出す冷媒圧縮機と、この冷媒圧縮
   機を駆動する電動機と、この電動機の回転数制御を行う
   制御手段と、前記各冷凍庫より伝送線を通じて除霜ヒー
   タ通電情報と冷凍機運転情報を入力してこれら情報に基
   づいて前記電動機の回転数を決め回転数決定信号を前記
   制御手段に出力する回転数決定手段とを備えたことを特
   徴とする冷凍機用制御装置。
2. 【請求項２】 回転数決定手段は各冷凍庫より入力した
   除霜ヒータ通電情報と冷凍機運転情報から冷凍機系の使
   用電力を演算し、この使用電力と前記冷凍機系の電源設
   備の最大容量とを比較して冷媒圧縮機の回転数を決定す
   ることを特徴とする請求項１に記載の冷凍機用制御装
   置。
3. 【請求項３】 回転数決定手段は冷凍庫より循環されて
   くる冷媒の圧力を検出する圧力センサを備え、この検出
   圧力値に従って冷媒圧縮機の回転数を決定して冷凍機の
   運転容量を増減させることを特徴とする請求項１または
   ２に記載の冷凍機用制御装置。
4. 【請求項４】 冷媒圧縮機を駆動する電動機を極数変換
   用電動機とし、回転数決定手段で決定された回転数に応
   じて制御手段は極数変換用電動機の極数を変換すること
   を特徴とする請求項１に記載の冷凍機用制御装置。
5. 【請求項５】 冷凍庫の増設時には増設個数に応じて冷
   媒圧縮機の回転制御を行い、電源設備の最大容量の範囲
   で冷凍機を駆動することを特徴とする請求項１ないし４
   のいずれかに記載の冷凍機用制御装置。