JPS6024384B2 - 除霜制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えばオープンショウケースのような冷凍、冷
蔵機器の除霜装置に関し、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看籍の多い運
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、品溢管理
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。近年この方法を改良し、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４・さし、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〈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霧層
が一部融解し、霜の密度が上昇して、霜層厚が４・さく
なる。また冷凍機の冷却運転率がより４・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、霜層は
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１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プ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、又は冷却器の熱蝶の流通停止
が、温度調節器によって行なわれた時、オープンショー
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、前記従釆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。つまり前記従釆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、旨いかえれば、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、たとえばオープンショーケース
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（
以下除霜ィン０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
適切な除霜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、本発タ明の除霜
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プンショ−ケー
スの冷却システムの動作特性図で０ある。

第１図において機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はオープンショーケースの周囲の空気条件
夕が異る場合であり、曲線Ａは曲線Ｂにくらべて周囲空
気のェ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、
このことから着電による冷却器の特性低下がおこってい
ないことが判０る。

一方曲線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
５０％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．針音となるというもので、除霜インタ
ーバルを１とし、運転率をの、連続運転時の除霜インタ
ーバルをｌｏとすると１＝Ｌ／の（の＝０〜１）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はその一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よって得るこ
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３図は本発明の除霜制御装置をオープンショーケース
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。図において１は負荷たるオープンショーケ
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は冷煤流路、４は袷媒流路３中に配設された冷
煤のしや断弁、５は冷媒の膨張弁、６はオープンショー
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温度検出器、
９は制御器である。

以上のように構成されたオープ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煤液は冷煤流路３を通
り、しや断弁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、オープンショーケース１内風路を通
過して庫室ｌａの前面開放部に吹出す空気を冷却し、低
圧冷煤ガスとなって冷凍機２に還流する。第３図におい
ては、より一般的に考えるために、冷凍機２とオープン
ショーケース１との１対１の対応ではなく、負荷となる
他の複数のオープンショーケース（図示せず）が冷凍機
２に、第３図の破線の稀路で接続されているものとする
。第４図は第３図の制御器９の一例を示す制御回路ブロ
ック図でこの制御器９は温度制御菱贋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１川ま温度調節回路１１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１２とによってゲート１３を介し
てしや断弁４の開信号１４を出力する。また１５は第１
のタイマー回路で上記温度調節回路１１からの開信号１
４の出力時間を積算する。１６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。

１７は運転率演算回路で上記第１のタイマー回略１５の
積算時間の出力と第２タイマー回路１６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てある。

１８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入力１９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１７は、除霜インターバル設定回
路１８に対して、運転率に応じた除霜インターバルのプ
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タイマー回路１６も前回の除霜終了時からの経過時
間を回路１８に出力する。回路１８は回略１７によって
プリセットされた除霜インターバルに回路１６による経
過時間が達した時、除霜信号２０をヒーター７へ出力す
る。この時除霜出力１川ま、上記ゲート８にも入力され
、上記開信号１４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。ｏ 回路１７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１８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１８に記
憶させておく。

回路１７は運転率によつて、回路１８に除霜インターバ
ルのプリセツト量の変更信号を出力するが、その信号内
容を初期設定値に秦する係数とし、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１００％≧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プンショーケース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プンショーケース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１８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に共演して使用できるのである。
又より考えを進めれば、第４図の制御器９は庫内温度を
制御する温度調節回路１ １をもっており、この回路１
１にはオープンショーケース１の庫内温度の設定入力１
２が与えられているから、該入力１２を使用して、前記
回路１１から除霜インターバル設定回路１８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、連続運転
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プンショーケー
ス１においても自動的に選ばれ、簡単に効率的な除霜が
行なわれることになる。

以上の実施例の場合には、何ら新たな検出手段を菱せず
効率的な除霜サイクルが得られ、又、第３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、除霜インターバル
が短〈疹正されるため、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ものである。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プンシ
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バルを示した説明図、第３図は本発
明の除霜制御方法による除霜制御装置をオープンショー
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３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は温度検出器、９ａは温度制御装置、９ｂ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。第１図 第２図 第４図 図 の 船

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被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に、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生除霜インターバル
   に達したとき上記除霜手段に除霜動作させるように上記
   除霜インターバル制御装置を構成した除霜制御装置。 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 温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こ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。