JPS6071874A - 冷蔵庫 - 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】 産業上の利用分野 本発明は冷凍負荷に基いて圧縮機の回転数を変える冷蔵
庫に関し、特に周波数変換装置を用いたものに係わる。

従来例の構成とその問題点 冷蔵庫の庫内空気を必要な状態に保つため、冷却運転に
よって単位時間に取シ去るべき熱量を冷凍負荷と言う。

この冷凍負荷は庫内温度と温度設定値との差を測定する
事によって概略を知ることが出来る。

一方冷蔵庫の冷凍能力は圧縮機の回転数を制御する事で
広範囲に変化させることができる。

従って冷凍負荷に基いて圧縮機の回転数を変化３ページ させることにより必要最少限の冷却運転を行わせること
が可能となり、運転効率を著しく高め省エネルギーに大
きく貢献し得る。また庫内温度が温度設定値になるよう
常に最良の圧縮機回転数で運転させることが可能となり
、なめらかな庫内温度制御を実現できる。

このように冷凍負荷に基いて圧縮機の回転数を変える従
来の制御システムとしては、第１図に示すように庫内温
度と温度設定値との差により電圧−周波数変換器等を利
用しリニアに圧縮機への周波数を変え圧縮機の回転数を
リニアに制御するいわゆるリニア回路による制御方式で
あったため、回路が複雑すぎるという欠点があった。ま
た庫内温度との連動制御を行う上でも、アナログ信号に
よって周波数設定を行うだめ、周波数の変動または誤差
が大きく、このため能力誤差が大きい欠点があった。ま
たわずかの庫内温度変動に対しても周波数が微妙に変動
し、耳ざわりな変動音が発生する欠点があった。さらに
リニアに圧縮機の回転数を制御するので、低回転から高
回転までの間でどの回転数でも安定する可能性があり、
圧縮機や冷却システム配管の共振による騒音や振動を引
きおこす欠点があった。

発明の目的 そこで本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、制
御回路の簡素化を図るとともに、圧縮機の回転数変動ま
だは誤差を低く抑え、騒音の異和感ならびに振動を低く
抑える冷蔵庫の提供を目的とする。

発明の構成 この目的を達成するため本発明は、庫内温度および温度
設定値の差と予じめ設定したしきい値とを所定時間ごと
に比較し、複数段のディジタル信号すなわち周波数設定
信号を順次周波数変換装置に送出し、圧縮機の回転数を
複数段に変化させるようにしだものである。

実施例の説明 以下本発明の一実施例を添付図面に従い説明する。

第２図〜第３図において、電源１の交流電圧１１５ペー
ジ が整流回路２によって直流！に換えられ周波数変換装置
３に加えられる。この周波数変換装置３は、ディジタル
信号すなわち周波数設定信号ａによってパルス幅変調信
号発生器４でパルス幅変調信号を発生し、パワー素子５
で増幅スイッチングされ、可変電圧−可変周波数の交流
パルス幅変調電圧３′に変換される。周波数変換装置３
の出力周波数は約３０〜９０ルの範囲で連続的に変えら
れるもので、これによって圧縮機６の回転数は１６ｏＯ
〜５３００　ｒｐｍの範囲で変化する。

一方、周波数変換装置３に加えられるディジタル信号す
なわち周波数設定信号ａは比較制御装置７の出力で、こ
の比較制御装置７は、急速冷凍。

あるいは解凍等の操作スイッチ８と、庫内温度センサ９
および温度設定器１０との入力により、予じめ設定され
たプログラムに基きマイクロコンピュータ１１で論理演
算処理して、制御弁、ファンモータ等の負荷１２を作動
せしめるとともに、周波数変換装置３に周波数設定信号
ａに与える。さらに比較制御装置７の内部構成は、マイ
クロコン６ページ ピユータ１１が主体となり、発振器１３の発振周波数入
力を基準にマイクロコンピュータ１１内で各種タイマー
を作っている。庫内温度センサ９の入力及び温度設定器
１ｏの入力は、予じめ設定されたプログラムが格納され
ているメモリ１４がら中央演算処理装置１６を通じてデ
ータラッチ１６にディジタルデータが送出されＤ／Ａ変
換器１７によってそのディジタルデータに相当する基準
電圧と比較器１８で比較される。比較された結果は中央
演算処理装置１５にもどされ、この動作を、前記ディジ
タルデータを変えてくり返し行うことにより、庫内温度
値に相当するデータｂと温度設定値に相当するデータＣ
とが得られ、このデータｂとデータＣとの差を演算処理
装置１５で論理演算することにより温度差値が得られる
。次に予じめ設定されたしきい値に相当するデータがメ
モリ１４から取り出され中央演算処理装置１５で前記温
度差値と所定タイマ一時間ごとに比較され、その結果周
波数に相当するディジタルデータがデータラッチ１９を
通じて周波数変換装置３に送出さ７　を神ジ れる。ここで、メモリ１４、中央演算処理装置１５、デ
ータラッチ１６．１９は、ワンチップマイクロコンピュ
ータ１１で構成しである。

なお、周波数変換装置３にはディジタル信号が加えられ
るので、所定タイマ一時間と圧縮機回転数との間に細か
い対応関係を持たせることも可能であるが、この実施例
ではこの対応関係を一部説明容易なように変更している
。

以下、庫内温度および温度設値の差と、周波数設定信号
ａとの対応例を示すとともにその運転状態を第４図から
第６図を参照して説明する。

第４図は冷却運転時の運転状況が示され、庫内温度が温
度設定値に対し０．５ｄｅｇｔｌ：高い温度差値をしき
い値Ｉとし、０．５ｄｅｇ℃低い温度差値をしきい値■
とし、このしきい値Ｉより温度差値が上のゾーンをαゾ
ーン、しきい値Ｉと■の間をβゾーン、しきい値■より
下のゾーンをγゾーンとする。これらのしきい値で区分
されるゾーンに対応して、運転状態を第５図の如く対応
させである。

第４図の左図において冷却運転開始時、庫内温度が温度
設定値に対ししきい値！より高いαゾーンにあるため周
波数設定値の上限周波数（９ｏ１−ｈ：］で運転を開始
し、この時比較制御装置７から周波数変換装置３へ上限
周波数（９０１−４２）に相当する周波数設定信号ａが
出力され圧縮機６が運転される。運転開始後Ａ時間経過
した時点イで、庫内源、度と温度設定値の温度差（以下
温度差と略す）がまだαゾーンにあるため周波数設定信
号ａは１段アップするところであるがすでに上限周波数
に達しているためその上限周波数（９０１−１ｚ）で運
転を継続する。その後８時間経過した時点口で温度差は
、βゾーンに達したためその周波数（９０ｉ：］で運転
を継続する。さらにＢ時間経過ごとに温度差が比較制御
装置７で検出され、温度差がγゾーンに達した時点ハで
周波数設定信号ａは１段ダウンしく８０Ｈｚ）となる。

この後８時間経過ごとに同様の制御をくり返す。第４図
の右図では、冷却運転開始時に、庫内温度と温度設定値
の温度差が、しきい値Ｉと■の間つまりβゾーンにある
場合で、この時周波数設定値としての中間周波数（５３
Ｈｚ）９、、・ で圧縮機６の運転を開始する。Ａ時間経過した時点二で
、温度差がγゾーンにあるため、運転周波数を１段ダウ
ンしく　３ｙｌ−ｂ）とする。その後８時間経過した時
点ホでは、温度差がまだγゾーンにあるため周波数をさ
らに１段ダウｙｌ、（３ｏ）＆）となる。さらにＢ時間
経過した時点へでは、温度差がまだγゾーンにあるため
周波数をさらに１段ダウンし〔０ル〕すなわち圧縮機６
を停止する。次いでＢ時間経過した時点トでは、温度差
がβゾーンになると、運転をその状態で継続し圧縮機６
は停止している。その後８時間経過ごとに温度差が比較
制御装置７で検出され、温度差がαゾーンに達した時点
チで、今度は、（ＯＨｚ）後の再スタートを行ない、第
６図に示す通り中間周波数（３７１−ｈ）で運転を行な
う。この後８時間経過ごとに同様の制御をくり返し、庫
内温度と温度設定値の温度差がしきい値ＩとＨの温度範
囲内にはいるように、圧縮機６の運転周波数すなわち回
転数を制御するものである。

第６図は、上記制御動作を示す比較制御装置７１０、−
ッ のフローチャートである。冷却運転はこのフローチャー
トに示す信号の流れによって連続状態で制御が行われる
ものである。本実施例では運転周波数を３０比から９０
円まで７段階としている。まず冷却運転開始時は、庫内
温度のゾーンを検出するサブルーチンを呼び出し、ｂ点
からサブルーチンを実行しαゾーンかβゾーンかまたは
γゾーンか検出する。この結果により運転開始時の周波
数を決定しＡ時間運転し０点に至る。その後前記サブル
ーチンを呼び出し室温がαゾーンなら周波数を１段アッ
プし、βゾーンならその周波数のまま運転を経続し、γ
ゾーンなら周波数を１段ダウンする。なおｄ点に示すよ
うに現在ｏＨ，であれば１段アップする時は３フル運転
からスタートしている。冷却運転が停止しない場合はｅ
点のＢ時間経過のタイマー処理を行った後Ｃ点にもどり
以下同様の処理を行い、運転が停止の時はｆ点に行き運
転を停止する。以上の通り制御されるが、この冷蔵庫に
於て圧縮機６を４５田近傍で運転した時に、圧縮機６お
よび配管パイプ等の共振現象により騒１１／、−ッ 音、振動が大きく々るため、４６田±６田の間は周波数
を設定するのをさけ、３７１次いで５３　Ｈｚとしであ
る。

かかる構成により、冷却運転時において、冷凍またとの
冷蔵庫は、ディジタル信号ａにより制御される周波数変
換装置３とマイクロコンピュータ１１を主体とした比較
制御装置７で構成されているので、複雑外制御を簡単な
回路構成で行なうことができる。さらに、ディジタル信
号ａによって周波数の設定を行なうため、圧縮機６の回
転数変動または誤差を極めて低くおさえることが出来る
。

そのうえ、庫内温度をしきい値Ｉと■の間に維持するよ
う制御し、このしきい値Ｉと■の間では周波数がそのま
まの値で継続されるため、わずかの庫内温度変動に対し
て周波数が微妙に変動することなく耳ざわりな変動音の
発生が解消できる。また複数段に周波数を変化させてい
るため、あらかじめ、圧縮機６や冷却システム配管の共
振や共振音をさけて周波数を設定しておくことにより、
騒音や振動を極めて低くおさえることが出来る。さらに
冷却運転開始時に、立上りのよい運転が可能と々るとと
もに運転開始時から適切な周波数で運転を始めることが
できる。またＡ、Ｂ時間をＡ時間の方を長くすることに
より、第１回目の温度比較が安定運転に入ってから行え
るだめ、運転初期の不安定状態の検出をさけることが出
来る。

また実施例には示してい々いが、しきい値を２つ以上で
構成し、庫内温度および温度設定値の温度差がそのしき
い値を割るごとに周波数を１段上げたりまたは下げたり
する制御も、本構成のままで実現でき、さらに複雑でき
め細かな制御が可能となる。

発明の効果 以上の説明からも明らかなように本発明の冷蔵庫は、庫
内温度および温度設定値の差に基いて複数段に周波数設
定信号を送出する比較制御装置と、この周波数設定信号
によ°シ圧縮機の回転数を複数段に変えるディジタル制
御形の周波数変換装置と１３ページ で構成され、筒内温度および温度設定値の差が所のであ
るから、回路構成が簡単になるとともに、圧縮機の回転
数変動または誤差を極めて低くおさえることが出来、さ
らに圧縮機や冷却システム配管の共振をさけて回転数設
定することにより振動及び騒音を極めて低くすることが
できる効果が得られるものである。

また予じめ設定するしきい値を２つ以上で構成すること
により、このしきい値の間では圧縮機の回転数が変化せ
ずわずかの室温変動に対して回転数が微妙に変動するこ
となく、耳ざわりな変動音の発生が防止できる。

さらにしきい値で区分されるゾーンに応じて運転開始時
の周波数を決めたことにより、立上り運転特性が良くな
るとともに、運転開始時から適切な周波数で運転を始め
ることができる。

そのうえ運転開始時と室温安定時とで検出のだめの所定
時間間隔を変更して成るものであるから、１４ページ 運転初期の不安定な状態での検出および制御をさけるこ
とが出来、制御性能の向上が図れる効果が得られるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の冷蔵庫における制御方式図、第２図は本
発明一実施例の冷蔵庫のブロック図、第３図は同冷蔵庫
の制御回路図、第４図は同冷蔵庫の動作説明図、第６図
は各温度差値における運転状態対応図、第６図は動作の
フローチャート図である。 ３・・・・・・周波数変換装置、６・・・・・・圧縮機
、７・・・・・・比較制御装置、ａ・・・・・・周波数
設定信号。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）庫内温度および温度設定値の差に基いて複数段に
   周波数設定信号を送出する比較制御装置と、前記複数段
   の周波数設定信号により圧縮機の回転数を複数段に変え
   るディジタル制御形の周波数変換装置とより成り、前記
   比較制御装置は庫内温度および温度設定値の差と予じめ
   設定したしきい値とを比較し、その結果によって所定時
   間ごとに前記圧縮機の回転数を順次上昇、または下降あ
   るいは現状維持するように構成した冷蔵庫。
2. （２）予じめ設定するしきい値を少なくとも２つ以上の
   しきい値で構成し、このしきい値で区分されるゾーンに
   対応して所定時間ごとに圧縮機の回転数を順次上昇、ま
   たは下降あるいは現状維持するように構成した特許請求
   の範囲第１項記載の冷蔵庫。
3. （３）比較制御装置は運転開始時にしきい値で区分２ペ
   ージ されるゾーンに対応した周波数設定値から運転開始する
   ように構成した特許請求の範囲第２項記載の冷蔵庫。
4. （４）比較制御装置は運転開始時と庫内温度安定時とで
   前記所定時間の時間間隔を変更して成る特許請求の範囲
   第３項記載の冷蔵庫。