JPS5845480A - 除霜制御装置 - Google Patents

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】 本発明は例えばオーブンショウケースのような冷凍、冷
蔵機器の除霧装置に関し、特に効率的な除霜を行なうた
−めの装置に関する。

従来冷凍・冷蔵機器の冷却器の除霜はタイマー装置によ
って、前回の除霜終了時点から所定時間間隔でおこなっ
ていた。この方法による所定時間間隔は一般に最も着霜
の多い運転条件を基準として決められているため、着霜
が少なく除霜が不必要な時にも除霜を行なってしまい、
品温管理上、また省エネルギーの観点から見て不都合な
ことが多かった。

近年仁の方法を改良し、家庭用冷蔵庫などに多く使われ
るようになった方法に、冷凍機の運転積算時間、つまり
庫内温度調節器の閉路時間の積算を行いそれが所定値に
なったところで除霜を開始するという除霜制御方法があ
る。この方法は、冷却器の負荷に見合った除霜間隔が得
られるということ、つまり負荷が小さい時は除霜間隔が
長くなり、負荷が大きいときは除霜′間隔が短かくなる
という自動機能を有しており、また付属機器は時間積算
器のみであるなど簡単にして巧妙なものであるが下記の
如き欠点を有している。すなわち、冷凍機が断続運転を
はじめると、冷凍機停止時には当然冷却器伝熱面上の霜
層が一部融解し、霜の密度が上昇して、霜層厚が小さく
なる。また冷凍機の冷却運転率がより小さくなり、運転
時間に対する停止時間が相対的に長くなれば、霜層ば殆
ど成長しない場合もある。このような場合を考えた時、
前記従来例の運転時間積算による除霜制御装置の設定積
算時間はｌ冷凍機の連続運転の場合を基にし、使用上の
最悪の場合を想定して設計を行なわざるをえないため、
実際の断続運転を含む実用上の運転においては必要以上
の除霜頻度になってしまうことが判る。

特にスーパーマーケットなどに設置されるオーブンショ
ーケースなどは、大きな前面開放部を有しており外気負
荷が非常に大きい、そのため、冷凍機の停止、又は冷却
器の熱媒の流通停止が、温度調節器によって行なわれた
時、オーブンショーケースの風路内に設置された冷却器
の入口空気温度はただちに上昇し、冷却器上の霜はすぐ
融解してしまう、このような冷却系において、前記従来
例のシステムを実施した場合、完全に必要以上の除霜頻
度になってしまうのである。つまり前記従来例の運転時
間積算による除霜・制御装置は、家庭用冷蔵庫などの密
閉の被冷却庫をもつもの、言いかえれば、冷却運転停止
中も冷却器の入口空気温度があまり上昇しないものにつ
いては比較的効果的であるのが、冷却運転停止中に冷却
器の入口空気温度がすぐ上昇してしまうもの、たとえば
オーブンショーケースのような冷却系においては特に必
要以上の除霜頻度となり、不適当であると言える。

本発明は上記欠点を改良するためなされたものであり、
除霜をおこなう時間間隔（以下除霜インターバルと呼ぶ
。）を、冷却器が冷却運転をおこなっている時間的割合
すなわち冷却運転率（以下運転率と呼ぶ。）によって変
え適切な除算をおこなうことを目的とするものである。

以下本発明の利点を明らかとするために、本発明の除霜
開始時期決定のアルゴリズムについて詳細に説明する。

第１図は実験によって得られたもので、・本発明の除霜
方法のアルゴリズムを説明するためのオーブンショーケ
ースの冷却システムの動作特性図である。

第１図において横軸は除霜終了後の経過時間、縦軸は運
転率で、（運転率を算出する時間がまちまちなのは実験
の都合によるものである。）曲線（Ａ）、（Ｂ）はオー
ブンショーケースの周囲の空気条件が異る場合であり、
曲線（Ａ）は曲線（ｊ３）にくらべて周囲空気のエンタ
ルピーが高い場合である。

第１図から、曲線（Ｂ）の場合は経過・時間に対して運
転率はほぼ一定であり、このことがら着霜による冷却器
の特性低下がおこっていないことが判る。

一方向縁（Ａ）の場合は時間が経過するにつれ運転率が
増大し、ついては連続運転となり、この場合には着霜に
よる冷却器の特性低下がおこっていることが判る。この
ように運転率によっては、除霜が事実上不要となるよう
な状態も存在することが判り、また逆にこれら特性が明
確となれば、運転率によって正確な除霜開始時期の情報
を得ることができることも判る。

第２図は運転率に対して、どのような除霜インターバル
が適しているかを、第１図に示したような実験から検討
した説明図である。この図の縦軸の除霜インターバル係
数は連続運転時の除霜インターバルを１．０としたもの
である。図の（Ｃ）の特性曲線は従来例の運転積算時間
が所定除霜インターバルに達した時、除霜を行なうとい
うもので、例えば運転率６０９６では連続運転時の除霜
インターバルの２倍、運転率４０％では２，６倍となる
というもので、除霜インターバルを■とし、運転率をψ
、連続運転時の除霜インターバルを１．とするとＩ　＝
　Ｉｏｈ（ψ＝Ｏ〜りとするものである。しかしこのよ
うにした場合必要以上の除霜頻度となることは前述した
とうりである。

本発明は前記除霜インターバルの決定を第１図で説明し
たように運転率で行い、適正な除霜開始時期を選ぼうと
するものである。第２図の曲線（Ｄ）はその−例で各運
転率での適正除霜インターバルを示している。このよう
な特性曲線は、第１図に示したような実験を数多く行な
うこと゛にょって得ることが出来、ショーケースとその
冷却システムとに個有のものである。

本発明は上述した運転率に対する適正除霜インターバル
をあらかじめ求めておき、それによって冷却器の除霜開
始時期を知ろうとするものである。

以下図示実施例に従い本発明の詳細について説明する。

第８図は本発明の除霜制御装置をオーブンショーケース
の冷却システムに適用した場合の一実施例を示す全体構
成図である。

図暑こおいて（１）は負荷たるオーブンショーケース、
（ｌａ）は被冷却室である庫室、（２）は冷却熱源たる
冷凍機、（３）は冷媒流路、（４）は冷媒流路（３）中
に配設された冷媒のしゃ断弁、（５）は冷媒の膨張弁、
（６）はオーブンショーケース（１）の風路内に配設さ
れた冷却器、（７）は冷却器（５）上の霜を融解するた
めの除霜手段であるヒーター、（８）はオーブンショー
ケースの庫内温度を検出する湿度検出器、（９）は制御
器である。

以上のように構成されたオーブン゛ショーケース冷却シ
ステムの動作を以下説明する。冷凍機（２）によって作
られた高圧冷媒液は冷媒流路（３）を通り、しゃ断弁（
４）が開いているならば膨張弁（５）で減圧され冷却器
（６）で蒸発し、オーブンショーケース（］）内風路を
通過して庫室（１ａ）の前面開放部に吹出す空気を冷却
し、低圧冷媒ガスとなって冷凍機（２）に還流する。第
８図１とおいては、より一般的に考えるために、冷凍機
（２）とオーブンショーケース（１）との１対１の対応
ではなく、負荷となる他の複数のオーブンショーケース
（図示せず）が冷凍機（２）に、第８図の破線の流路で
接続されているものとする。

第４図は第８図の制御器（９）の−例を示す制御回路ブ
ロック図でこの制御器（９）は温度制御装置（９ａ）と
除霜インターバル制御装置（９ｂ）とにより構成されて
いる。この図において０Ｑは温度調節回路（ロ）に入力
される温度検出器（８）による庫内温度の信号で、外部
又は人為的操作による温度設定入力（６）とによってゲ
ート（至）を介してしゃ断弁（４）の開信号Ｑ４を出力
する。また（ハ）は第１のタイマー回路で上記温度調節
回路（ロ）からの開信号α◆の出力時間を積算する。α
Ｑは第２のタイマー回路で、前回の除霜終了時からの経
過時間を出力する。α旧よ運転率演算回路で上記第１の
タイマー回路（至）の積算時間の出力と第２タイマー回
路０・の経過時間の出力とによって前回の除霜終了時以
後の運転率を演算するとともに第２図に示したような運
転率と適正除霜インターバルとの関係を記憶させである
。（至）は除霜インターバル設定回路で、外部からの初
期除霜インターバル設定人力（Ｊ’Ｊを受け、除霜イン
ターバルの初期設定を行なう。又上記運転率演算回路（
財）は、除霜インターバル設定回路（至）に対して、運
転率に応じた除霧インターバルのプリセット量を決め出
力する。それによって除霜インターバルのプリセット量
は運転率に応じてダイナミックに変化する。

この部分が本発明の特徴的な動作である。又、第・２タ
イマ一回路（至）も前回の除霜終了時からの経過時間を
回−］こ出力する。回路（財）は回路ａカによってプリ
セットされた除霜インターバルに回路部による経過時間
が達した時、除霜信号勾をヒーター（７）へ出力する。

この時除霧出力（至）は、上記ゲート（８）にも入力さ
れ、上記開信号（ロ）の出力を停止する。

以上のように構成されたものにあっては、従来のように
必要以上の除霜頻度となることはなく、最適な除霜イン
ターバルが得られる。次に具体的な除霜インターバル決
定方法の実施例について説明する。

回路（財）が除霜インターバルのプリセット量を変える
場合、最初に外部より回路（至）に初期設定する除霜イ
ンターバルを、たとえば連続運転時の除霜インターバル
としておき、該初期設定量は回路（至）に記憶させてお
く。回路Ｏは運転率によって、回路（至）に除霜インタ
ーバルのプリセット量の変更信号を出力するが、その信
号内容を初期設定値に乗する係数とし、変更後のプリセ
ット量は初期設定値に運転率に対応する係数となるよう
にする。そ４の係数は第２図に示したような適正除霜イ
ンターバルによって決めれば良く、係数の値は運転率に
よって連続的に変化するものであっても良いし、ある程
度、運転率を区切って、たとえば１００９６≧運転率〉
８０％が同一係数、８０≧運転率〉７０％が他の係数の
ように段階的に変化するものであっても良い。

このようにプリセット量変更を運転率に対応する係数で
行なった場合、以下のような利点がある。

−まず除霜制御をしようとするオーブレショーケース（
１）において保冷庫内温度帯の異るものは当然適正除霜
インターバルの絶対値、が大きく異っているが、前述し
たような、連続運転時の除霜インターバルに対する運転
率に対応する適正除霜インターバルの比、つまり前記運
転に対応する係数は、異る庫内温度帯のオーブンショー
ケース（１）においても大きな相違はない。つまり、最
初外部入力、又は人為的な操作入力によって回路（至）
に設定される除霜インターバルの初期設定値（連続運転
時の除霜インターバル）だけを、制御する対象のオープ
ンショーケース（１）の値に設定すれば、制御器（９）
は種々の庫内温度帯のオーブンショーケース（１）に共
通して使用できるのである。又より考えを進−めれば、
＃！４図の制御器（９）は庫内温度を制御する温度調節
回路部をもっており、この回路（ロ）にはオーブンショ
ーケース（１）の庫内温度の設定入力輪が与えられてい
るから、該入力（２）を使用して、前記回路（ロ）から
除霜インターバル設定回路（至）への初期除霜インター
バルの設定を行うことができる。なんとなれば上述した
ように、保冷庫内温度帯によって、淳統運転時の除霜イ
ンターバルは定められているからである。

このように構成すれば、温度設定のみを行えば、最適除
霜インターバルがどのような温度帯のオーブンショーケ
ース（１）においても自動的に選ばれ、簡単に効率的な
除霜が行なわれる仁とになる。

以上の実施例の場合には、何ら新たな検出手段を要せず
効率的な除霜サイクルが得られ、又、第８図の制御器（
９）は電子回路手段等によって実現すれば、本発明を実
施するにあたって、コスト、信頼性などに問題は生じな
い。又、本実施例によれば、何らかの原因で急速に着霜
量が増大し、冷却効率が低下しても、それによって運転
率が大きくなり、前述した機能によって、除霜インター
ノ（ルが短く修正されるため、何らの問題も生じること
はなく、どのような負荷変動にも対応することができ、
常に効率的な除霜が行なわれるのである。

この発明は以上説明してきたよう・に、運転率に応じて
除霜インターバルを設定することにより常に効率的な除
霜開始時期を選ぶことができ、省電力効果ならびに庫内
の温度上昇を防ぐなど実用上の有効な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の除霜方法を説明するためのオーブンシ
ョーケースの冷却システムの動作特性図第２図はオープ
ンショーケース冷却システムにおいて、運転率に対する
適正除霜インターノ（ルを示した説明図 第８図は本発明の除霜制御方法による除霜制御装置をオ
ーブンショーケースの冷却システムに適用した場合の一
実施例を示す全体構成図第４図は第８図の制御装置の動
作を説明するための制御回路ブロック図である。 図において（ｌａ）は被冷却室、（６）は冷却器、（７
）は除霜手段、（８）温度検出器、（９ａ）は温度制御
装置、（ｅｂ）は除霜インターバル制御装置である。 なお各図中同一符号は同一部分を示す。 代理人　葛野信− 第４ｔ１２１ 第１頁の続き 菱電機株式会社和歌山製作所内 番３号

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１較冷却室を冷却する冷却器の除霜手段、上記被冷却
   室の温度を設定温度範囲に維持するように上記冷却器の
   冷却運転をオン・オフ制御する温度制御装置、及び上記
   冷却器の冷却運転率と所定の適正除霜インターバルとの
   関係を記憶するととも茅こ、前回の除霜終了時以後の上
   記冷却器の冷却運転率を算出する除霜インターバル制御
   装置を備え、前回の除霜終了時からの経過時間が、その
   経過時間内の上記冷却運転率の上記適正除霜インターバ
   ル制御装置。 （２）経過時間と比較される適正除霜インターバルは、
   連続運転時の除霜インターバルに所定の係数を乗じて求
   めるように除霜インターバル制御装置を構成したことを
   特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の除霜制御装
   置。 （３臘度制御装置の設定温度範囲を設定する信号により
   連続運転時の除霜インターバルを除霜インターバル制御
   装置に入力するようにした仁とを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項または第（２）項記載の除霜制御装置。