JPH0979710A - 冷凍装置の除霜制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷却器への着霜量を正確に検出し、効率良く
安定した除霜制御を行う冷凍装置の除霜制御装置を提供
する。 【構成】 送風機におけるファンの回転数を計測するフ
ァン回転数計測手段１と、このファン回転数計測手段１
によって計測したファン回転数が予め設定した回転数よ
りも小さくなったことで、冷却器に所定量の着霜が生じ
たことを感知して、除霜動作を開始させる除霜制御手段
２とを備えている。オフサイクル除霜を行う場合は、除
霜制御手段２が除霜動作を開始させた後に、霜が溶けて
再びファン回転数が上がり着霜前の回転数とほぼ等しく
なったとき、その除霜動作を終了させて冷却運転を再開
する冷却運転再開制御手段３を備えている。 【効果】 除霜を最適なタイミングで行うことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍冷蔵庫における冷
却器等に付着した霜を除去する方式であるオフサイク
ル、電気ヒータまたはホットガス除霜等の方式を用いる
冷凍装置に関し、特に、それらの除霜動作を良好に制御
する冷凍装置の除霜制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷凍冷蔵庫においては、一般的には冷却
器に霜が付着する。そして、従来の冷凍装置における除
霜制御には、例えば、実開昭５８−１９２３７７号公報
に記載の発明のような冷却器に付着する霜の量に係ら
ず、圧縮機の動作時間を積算することにより、除霜を行
うタイミングを決定する方法や、除霜時間を設定するだ
けの常に一定の時間が経過したときに除霜を行う除霜制
御方式があった。

【０００３】また、従来の冷凍装置における除霜制御に
は、特開昭５６−７１７７１号公報に記載の発明のよう
な圧縮機の吸入圧力を検出して除霜を行なう除霜制御方
式があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来の冷凍装置における除霜制御では、冷却器への着霜量
は貯蔵物の種類及び冷蔵庫扉の開閉による外気の侵入等
冷蔵庫の使い方によって大幅に変化するにもかかわら
ず、一般的に予め設定された除霜周期及び除霜時間で除
霜装置の動作時間等を制御するといった定期的な除霜を
行っており、実際の着霜状態とは無関係に除霜が行われ
る。

【０００５】そのため、固定された除霜周期では、着霜
量が少なく除霜の必要がない場合でも不必要に除霜が行
われ、この無駄除霜による電力の浪費及び庫内温度の上
昇が発生してしまう。逆に、着霜量が多い場合は冷却不
良及び除霜不良が発生するといった問題点があった。

【０００６】また、従来の冷凍装置における除霜制御に
は、無駄除霜を防止するために着霜量を検出して除霜動
作を開始する手段として、圧縮器の吸入圧力及び冷却器
の温度を検出する方法、冷却器の入口と出口の空気温度
差及び庫内と冷却器の温度差を検出して除霜動作を開始
する方法がある。

【０００７】しかし、これらの従来の方法では、検出対
象である冷凍サイクルの圧力及び温度などが外気温度、
冷凍装置の設置場所及び冷蔵庫扉の開閉などによって大
幅に変動するとともに不安定な値であり、その検出対象
の値の変化が着霜量の変化とは必ずしも一致しないの
で、着霜量を正確に検出することができず、また制御動
作が安定せず除霜制御の信頼性に劣るという問題点があ
った。

【０００８】そこで、本発明は、冷却器への着霜量を正
確に検出し、効率良く安定した除霜制御を行う冷凍装置
の除霜制御装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の冷凍装置の除霜
制御装置は、冷却器内を流れる冷媒を蒸発させるため
に、その冷却器の表面に空気を送る送風機を有する冷凍
装置の除霜制御装置において、前記送風機におけるファ
ンの回転数を計測するファン回転数計測手段と、前記フ
ァン回転数計測手段によって計測したファン回転数が予
め設定した回転数よりも小さくなったことで、前記冷却
器に所定量の着霜が生じたことを感知して、除霜動作を
開始させる除霜制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１０】また、本発明の冷凍装置の除霜制御装置
は、冷却器内を流れる冷媒を蒸発させるために、その冷
却器の表面に空気を送る送風機を有する冷凍装置の除霜
制御装置において、前記送風機におけるファンの回転数
を計測するファン回転数計測手段と、予め設定した所定
時間長である除霜周期内における、前記ファン回転数計
測手段によって計測したファン回転数が予め設定した回
転数よりも小さくなっている時間を積算するファン回転
数低下時間積算手段と、前記除霜周期に対する前記ファ
ン回転数低下時間積算手段による積算時間の比率を計算
して、その比率に応じて前記除霜周期の時間長を自動的
に可変する除霜周期可変手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００１１】また、本発明の冷凍装置の除霜制御装置
は、冷却器内を流れる冷媒を蒸発させるために、その冷
却器の表面に空気を送る送風機を有し、前記送風機にお
けるファンの回転を止めずに除霜をするオフサイクル除
霜を行う冷凍装置の除霜制御装置において、前記送風機
におけるファンの回転数を計測するファン回転数計測手
段と、前記ファン回転数計測手段によって計測したファ
ン回転数が予め設定した回転数よりも小さくなったこと
で、前記冷却器に所定量の着霜が生じたことを感知し
て、除霜動作を開始させる除霜制御手段と、前記冷却器
に付着した霜が溶けて再び前記ファン回転数が上がり着
霜前の回転数とほぼ等しくなったとき、除霜動作を終了
させて冷却運転を再開する冷却運転再開制御手段とを備
えたことを特徴とする。

【００１２】また、本発明の冷凍装置の除霜制御装置
は、除霜周期可変手段が、ファン回転数低下時間積算手
段が積算した積算時間を除霜周期で割った値が所定の値
よりも小さい場合は、除霜周期の時間長を長くすること
が好ましい。

【００１３】また、本発明の冷凍装置の除霜制御装置
は、送風機におけるファンの回転軸に作用させるトルク
が、ある一定値であることが好ましい。

【００１４】

【作用】冷却器のフィンなどへ霜が付着すると、その冷
却器の周囲を流れる空気の流路断面積が小さくなる。こ
れにより、送風機におけるファンの回転負荷が大きくな
って、そのファンの回転数が低くなる。

【００１５】本発明に係る冷凍装置の除霜制御装置で
は、冷却器などへの着霜によるファンの回転数の変動を
ファン回転数計測手段が計測し、その計測値に基づいて
除霜制御手段が除霜動作を開始するので、常に一定の着
霜状態すなわち一定の着霜量にて除霜動作を開始するこ
とができ、着霜量の過多、過少を防止し、効率的な最適
着霜量にて除霜制御を行うことができる。

【００１６】すなわち、冷凍サイクルの圧力、温度など
は、外気温度、冷凍装置の設置場所及び冷蔵庫扉の開閉
などによって大幅に変動するとともに不安定な値であ
り、これらの値に基づいて除霜動作を制御すれば、その
検出対象の値の変化が着霜量の変化とは必ずしも一致し
ないので、着霜量を正確に検出することができない。

【００１７】一方、冷却器などの着霜量の変化とファン
回転数の変化とは、比較的安定した相関関係があるの
で、本発明に係る冷凍装置の除霜制御装置によれば、一
定の着霜量にて除霜動作を開始することができる。

【００１８】また、本発明に係る冷凍装置の除霜制御装
置は、ファンの回転数の変動に基づいて、除霜動作を開
始する周期を可変する除霜周期可変手段を設けること
で、最適な除霜周期で除霜を行うことができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２０】図１は、本発明の第１実施例に係る冷凍装
置の除霜制御装置を示すブロック図である。

【００２１】本冷凍装置の除霜制御装置は、冷却器内を
流れる冷媒を蒸発させるために、その冷却器の表面に空
気を送る送風機を有する冷凍装置に用いられる。さら
に、本冷凍装置の除霜制御装置は、その送風機における
ファンの回転数を計測するファン回転数計測手段１と、
このファン回転数計測手段１によって計測したファン回
転数が予め設定した回転数よりも小さくなったことで、
冷却器に所定量の着霜が生じたことを感知して、除霜動
作を開始させる除霜制御手段２とを備えている。

【００２２】さらにまた、本冷凍装置の除霜制御装置
は、前記送風機におけるファンの回転を止めずに除霜を
するオフサイクル除霜を行う場合において、除霜制御手
段２が除霜動作を開始させた後に、冷却器に付着した霜
が溶けて再びファン回転数が上がり着霜前の回転数とほ
ぼ等しくなったとき、その除霜動作を終了させて冷却運
転を再開する冷却運転再開制御手段３と備えている。

【００２３】ここで、送風機におけるファンの回転軸に
作用させるトルクとしては、ある一定値のトルクを与え
ている。

【００２４】次に、本冷凍装置の除霜制御装置の動作を
詳細に説明する。図２は、図１に示す冷凍装置の除霜制
御装置による除霜制御動作を示すグラフである。すなわ
ち、図２は、図１のブロック図に示される除霜制御装置
の経過時間に対する冷却器用送風機のファン回転数の変
化状態を示す。

【００２５】冷却器に霜が付着していない標準状態にお
ける送風機のファン回転数Ｆａに対し、その値より小さ
い最適着霜量ファン回転数Ｆｂを予め設定しておく。冷
凍運転時間の経過による冷却器への着霜が進むにつれ、
冷却器を通過する空気の流路面積が減少し、ファン回転
数計測手段１にて計測される冷却器用送風機のファン回
転数が減少していく。

【００２６】すなわち、冷却器におけるフィン等に霜が
付着することにより、その冷却器の各フィンのすき間等
が狭くなり、送風機のファンによって移動する空気の流
路の断面積が狭くなる。

【００２７】したがって、送風機のファンによって移動
させられる空気が移動しずらくなり、送風機のファンを
回転させるための負荷が大きくなる。そして、送風機の
ファンを回転させるためにそのファンの回転軸に与えて
いるトルクは、一定値である。

【００２８】これらにより、冷却器に霜が付着する量が
増えるほど、空気の流路の断面積が狭くなり、そのファ
ンの回転数が低下する。

【００２９】そして冷却器用の送風機のファン回転数が
設定値Ｆｂまで下がったことを感知し、除霜制御手段２
により自動的に除霜を開始する制御を行う。

【００３０】また、着霜により、ファン回転数計測手段
１にて計測される冷却器用送風機のファン回転数が設定
値Ｆｂ以下に下がった時間を積算し、その積算時間があ
る設定した時間△Ｔを経過したとき、除霜制御手段２に
より自動的に除霜開始する制御を行ってもよい。

【００３１】一方、送風機におけるファンの回転を止め
ずに除霜をするオフサイクル除霜を行う場合は、ファン
回転数計測手段１にて計測した送風機のファン回転数
が、設定した回転数Ｆｂより小さくなって除霜を開始し
たのち、冷却器についた霜が溶けて再びファン回転数が
上がり着霜前の回転数Ｆａとほぼ等しくなったとき（図
２の破線で示す部分）除霜終了を感知し、冷却運転再開
制御手段３により冷却運転を再開する制御を行う。

【００３２】これらにより、本冷凍装置の除霜制御装置
は、貯蔵物の種類及び冷蔵庫扉開閉による外気の侵入等
冷蔵庫の使い方により大幅に変化する冷凍装置の冷却器
への着霜量を、冷却器用送風機ファン回転数の変化によ
って正確に検出することができるので、除霜を最適なタ
イミングで行うことができ、着霜量過多による除霜不
良、冷却不良の発生及び着霜量過少による無駄除霜、冷
却不良の発生を防止することができて、省エネルギーか
つ効率良い安定した除霜を行うことができる。

【００３３】図３は、本発明の第２実施例に係る冷凍装
置の除霜制御装置を示す構成ブロック図である。本冷凍
装置の除霜制御装置は、冷却器内を流れる冷媒を蒸発さ
せるために、その冷却器の表面に空気を送る送風機と、
その送風機におけるファンの回転数を計測するファン回
転数計測手段１と、予め設定した所定時間長である除霜
周期内における、ファン回転数計測手段１によって計測
したファン回転数が予め設定した回転数よりも小さくな
っている時間を積算するファン回転数低下時間積算手段
４と、その除霜周期に対するファン回転数低下時間積算
手段４による積算時間の比率を計算して、その比率に応
じて前記除霜周期の時間長を自動的に可変する除霜周期
可変手段５とを備えている。

【００３４】図４は、図３に示す冷凍装置の除霜制御装
置による制御動作を示すグラフである。本冷凍装置の除
霜制御装置は、予め設定した除霜周期Ｔａ内に、ファン
回転数計測手段１によって計測した冷却器用送風機のフ
ァン回転数が予め設定した回転数Ｆｂより小さくなった
時間を、ファン回転数低下時間積算手段４によって積算
し、設定された除霜周期Ｔａに対するその積算時間Ｔ’
の比率（Ｔ’／Ｔａ）を除霜周期可変手段５が計算す
る。

【００３５】さらに、除霜周期可変手段５は、その計算
した比率（Ｔ’／Ｔａ）に応じて、次回の除霜周期を自
動的に変化させる制御を行う。その除霜周期を変化させ
る条件の一例を下記表１に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】また、予め設定した除霜周期Ｔａ内におけ
る、ファン回転数計測手段１によって計測した冷却器用
送風機のファン回転数が予め設定された回転数Ｆｂより
小さくなった時間を、ファン回転数低下時間積算手段４
によって積算し積算時間Ｔ’とする。そして、除霜周期
Ｔａに対するその積算時間Ｔ’の比率（Ｔ’／Ｔａ）を
計算し、その比率（Ｔ’／Ｔａ）により除霜周期を除霜
周期可変手段５によって自動的に変化させる制御を行う
が、ファン回転数がＦｂより小さくなった積算時間Ｔ’
がある設定された時間を経過した場合は、除霜時間にな
る前でも自動的に除霜開始する制御を行う。

【００３８】これらにより、本冷凍装置の除霜制御装置
は、冷凍装置の冷却器への着霜量を、冷却器用送風機フ
ァン回転数の変化によって正確に検出するとともに、そ
のファン回転数の変化に基づいて除霜周期を可変するの
で、除霜を最適な周期で行うことができる。さらに、急
激に着霜量が増えた場合などは、除霜周期時間が経過す
る前でも自動的に除霜開始する制御を行うことで、着霜
量の急増に迅速に対応して除霜動作を開始することがで
きる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、貯
蔵物の種類及び冷蔵庫扉開閉による外気の侵入等冷蔵庫
の使い方により大幅に変化する冷凍装置の冷却器への着
霜量を、送風機におけるファンの回転数の変化を検出す
ることによって正確に検出することができるので、除霜
を最適なタイミングで行うことができ、着霜量過多によ
る除霜不良、冷却不良の発生及び着霜量過少による無駄
除霜、冷却不良の発生を防止することができて、省エネ
ルギーかつ効率良い安定した除霜を行うことができる冷
凍装置の除霜制御装置を提供するができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る冷凍装置の除霜制御
装置を示す構成ブロック図である。

【図２】図１に示す冷凍装置の除霜制御装置による制御
動作を示すグラフである。

【図３】本発明の第２実施例に係る冷凍装置の除霜制御
装置を示す構成ブロック図である。

【図４】図３に示す冷凍装置の除霜制御装置による制御
動作を示すグラフである。

【符号の説明】

１ ファン回転数計測手段 ２ 除霜制御手段 ３ 冷却運転再開制御手段 ４ ファン回転数低下時間積算手段 ５ 除霜周期可変手段 Ｆａ 標準状態のファン回転数 Ｆｂ 最適着霜量ファン回転数 △Ｔ 設定時間 Ｔａ 除霜周期 Ｔ’ ファン回転数がＦｂ以下となった積算時間

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却器内を流れる冷媒を蒸発させるため
   に、その冷却器の表面に空気を送る送風機を有する冷凍
   装置の除霜制御装置において、前記送風機におけるファ
   ンの回転数を計測するファン回転数計測手段と、前記フ
   ァン回転数計測手段によって計測したファン回転数が予
   め設定した回転数よりも小さくなったことで、前記冷却
   器に所定量の着霜が生じたことを感知して、除霜動作を
   開始させる除霜制御手段とを備えたことを特徴とする冷
   凍装置の除霜制御装置。
2. 【請求項２】 冷却器内を流れる冷媒を蒸発させるため
   に、その冷却器の表面に空気を送る送風機を有する冷凍
   装置の除霜制御装置において、前記送風機におけるファ
   ンの回転数を計測するファン回転数計測手段と、予め設
   定した所定時間長である除霜周期内における、前記ファ
   ン回転数計測手段によって計測したファン回転数が予め
   設定した回転数よりも小さくなっている時間を積算する
   ファン回転数低下時間積算手段と、前記除霜周期に対す
   る前記ファン回転数低下時間積算手段による積算時間の
   比率を計算して、その比率に応じて前記除霜周期の時間
   長を自動的に可変する除霜周期可変手段とを備えたこと
   を特徴とする冷凍装置の除霜制御装置。
3. 【請求項３】 冷却器内を流れる冷媒を蒸発させるため
   に、その冷却器の表面に空気を送る送風機を有し、前記
   送風機におけるファンの回転を止めずに除霜をするオフ
   サイクル除霜を行う冷凍装置の除霜制御装置において、
   前記送風機におけるファンの回転数を計測するファン回
   転数計測手段と、前記ファン回転数計測手段によって計
   測したファン回転数が予め設定した回転数よりも小さく
   なったことで、前記冷却器に所定量の着霜が生じたこと
   を感知して、除霜動作を開始させる除霜制御手段と、前
   記冷却器に付着した霜が溶けて再び前記ファン回転数が
   上がり着霜前の回転数とほぼ等しくなったとき、除霜動
   作を終了させて冷却運転を再開する冷却運転再開制御手
   段とを備えたことを特徴とする冷凍装置の除霜制御装
   置。
4. 【請求項４】 請求項２記載の冷凍装置の除霜制御装置
   において、除霜周期可変手段は、ファン回転数低下時間
   積算手段が積算した積算時間を除霜周期で割った値が所
   定の値よりも小さい場合は、除霜周期の時間長を長くす
   ることを特徴とする冷凍装置の除霜制御装置。
5. 【請求項５】 請求項１、２、３又は４記載の冷凍装置
   の除霜制御装置において、送風機におけるファンの回転
   軸に作用させるトルクは、ある一定値であることを特徴
   とする冷凍装置の除霜制御装置。