JPS61168771A - 冷凍装置の除霜制御方式 - Google Patents

冷凍装置の除霜制御方式

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JPS61168771A
JPS61168771A JP955785A JP955785A JPS61168771A JP S61168771 A JPS61168771 A JP S61168771A JP 955785 A JP955785 A JP 955785A JP 955785 A JP955785 A JP 955785A JP S61168771 A JPS61168771 A JP S61168771A
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JP
Japan
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evaporator
defrosting
temperature
frost
time
Prior art date
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Pending
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JP955785A
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English (en)
Inventor
重明 田中
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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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】 【発明の属する技術分野】
この発明は例えばアイスクリーム、氷菓子等のコールド
商品を販売する自動販売機の庫内冷却用として組み込ま
れた冷凍機を対象とする冷凍装置の除霜制御方式に関す
る。
【従来技術とその問題点】
躍起の冷凍装置では、冷却運転の時間経過に伴って商品
収納庫内に設置の蒸発器に生じた霜の量が次第に増加し
、冷却性能が次第に低下するようになる。このために通
常は一日に数回程度冷凍機の運転を停止して冷却運転か
ら除霜に切り替え、この除霜期間に蒸発器に堆積した霜
を取り除(除霜が行われている。なおこの場合の除霜手
段としては、除霜ヒータ方式、ホットガス除霜方式等の
各種方式が知られている。ところで従来の除霜制御方式
ではタイマであらかじめ設定した除霜サイクルにしたが
って例えば6時間置きあるいは122時間置除霜指令を
与え、この指令により冷凍機の圧縮機を停止すると同時
に除霜ヒータへ通電を行って蒸発器の除霜を行うように
している。 ここで従来における除霜制御方式を第5図の冷凍回路図
および第6図のタイムチャートに基づいて述べる。第5
図において1は冷凍機の圧縮機、2は凝檜器、3はキャ
ピラリチューブ、4は蒸発器でありこれらの相互間を配
管接続して冷凍サイクルを構成している。なお冷凍サイ
クルの動作については周知でありここではその説明を省
略する。 一方、蒸発器4には除霜ヒータ5が設置されている。こ
の除霜ヒータ4は通常の冷却運転時には通電オフで、次
記のように除霜制御部6からの除霜指令を受けた際に通
電オンとなり、蒸発34に熱を加えて除霜を行う、ここ
で制御11Q56はタイマ7であらかじめ設定された時
間間隔ごとに除霜指令を出力する。なお8は除霜終了を
感知する温度センサ、9は蒸発器4とともに庫内にGM
した庫内循環送風用のファンである。 上記の構成で、タイマ7にはあらかじめ想定した標準周
囲条件を基に決めた除霜サイクルに対応する所定のタイ
マ時間が設定されており、この時間が等遇すると冷凍機
を冷却運転から除霜に切り替えるように制御部6を通じ
て除霜指令が出力される。また除霜の開始後に除霜が進
行して蒸発器4にnが無くなれば蒸発器の温度が上昇す
るのでこれを温度センサ8が感知し、制御部6を通じて
除霜終了信号を与え、冷凍機を再び冷却運転に戻す、こ
こで上記の運転制御方式による蒸発器の着霜量、冷却能
力1M発器の設置されている庫内温度等の各種特性の時
間的推移を第6図に示す。第6図から明らかなよに、従
来のタイマ制御方式では、あらかじめ設定した除霜サイ
クルに対応する標準周囲条件に比して高温多湿の苛酷な
周囲条件で冷却運転を行っている場合は、実線で示すよ
うに蒸発器への着霜量が多く、このために次回の除霜の
行われる定時刻になる以前の段階で蒸発器への着霜量が
限界に達し、これにより冷却能力が低下して庫内温度、
したがって庫内収納商品が十分に冷えなくなる不具合が
生じる。一方、周囲条件が低温低湿の場合には、逆に蒸
発器への着霜量が少なくて十分な冷却能力を維持し、庫
内温度も低温状態にあるにもかかわらず所定の冷凍運転
時間が経過すると除霜に切り替わるので過度な除霜とな
り、この除霜中のヒータ通電によるヒートサイクルで庫
内温度が上昇して商品の品温か不要に高くなってしまう
不具合が生じる。
【発明の目的】
この発明は上記の点にかんがみなされたものであり、従
来の除霜制御方式の難点を除去し、冷却運転時間の長短
に関係なく常時冷却運転中における蒸発器への着霜状態
を判定し、この判定結果により着霜量が限界に達した時
にのみ除霜指令を与えて除霜を行い、これにより的確な
除霜と併せて庫内収納商品の品温上昇を最低限に抑える
ようにした冷凍装置の除霜制御方式を提供することを目
的とする。
【発、明の要点】
上記目的を達成するために、この発明は冷凍サイクルを
構成する蒸発器の配管温度を検出する温度センサ、時間
計測用クロック部、および前記温度センサで得た温度検
出値とクロック部で得た時間データとから蒸発器配管温
度の時間的な変化割合を表す温度勾配の演算を行うとと
もにこの演算結果に基づいて除霜信号を出力する制御部
とを有1、− In !r! 1. ?’蓄仝Hの:A
廖勾V光あ^貞11ツめ宇めた設定値を超えた際に蒸発
器の着霜量が限界に達したことを判定して制御部から除
霜信号を出力して除霜を行うようにしたものである。
【発明の実施例】
第1図は冷凍装置の冷凍回路とともに示したこの発明の
除霜制御系統図、第2図は第1図の制御ブロック図、第
3図は冷凍運転時間と蒸発器の配管温度との関係を表す
特性図、第4図はこの発明の除霜制御方式のフローチャ
ートを示すものであり、第1図において第5図と同一部
材には同じ符号が付しである。かかる冷凍回路に対して
除霜指令を与える除霜制御部6には蒸発器4の配管温度
を検出する温度センサ1oと、時間計測用のクロック部
11とが対応しており、該制御部6は前記の温度センサ
10で得た蒸発器の配管検出温度と、クロック部11か
らの時間データとを取り込んで蒸発器配管温度の時間的
変化を表す温度勾配を演算するとともに、この演算結果
に基づいて冷凍装置に除霜゛信号を出力する。またその
制御ブロック図を第2図に示す、第2図において制御部
・6にはマイクロコンピュータが採用されており、ここ
で前記した温度勾配の演算、および除霜判定を行う。な
お時間計測用のクロック部としてコンピュータ内蔵のク
ロックを利用することも可能である。 次に上記構成による除霜制御動作を第3図、第4図につ
いて述べる。まず第3図は縦軸を蒸発器の配管温度、横
軸を冷凍装置の冷却運転時間とした時間と温度との関係
を表す特性図であり、図示のように蒸発器4の配管温度
は時間の経過とともに次第に低下する傾向を示す、これ
は、冷却運転の時間経過とともに蒸発器の表面に霜が発
生してその着霜が次第に成長し、このためにフィンチュ
ーブ形熱交換器としてなる蒸発器は霜の付着で通風路が
目詰まり状態となり、ファン9送風によって蒸発器を貫
流する通風量が低下する。したがって蒸発器の負荷が減
少し、その配管温度が低下することによる。この場合に
蒸発器への着霜量が少ない間は、時間に対する温度変化
の割合が小さいが、着霜量が増してその許容限界近くに
なると、温度変化の割合は急速に増大する傾向を示す、
したがって蒸発器4の配管温度と計測時間との関係から
その時の時間に対する温度変化の割合を表す温度勾配を
求めれば、蒸発器への着霜状態を模擬できることになる
。すなわち第3図において、時間計測開始時間をTo、
その時の蒸発器配管温度をtoとして、温度がtlに低
下した時の時間TIを計測すれば、この期間の温度勾配
α1は、 crl −(tl −to) / (Tl−To)とな
る、またこの状態からさらに温度がt2まで低下した時
の時間が72であれば、この期間の温度勾配α2は、 α2−  (t2−t1) / (T2−TI)となる
、ここで蒸発器の配管温度がtlのように余り低下せず
かつ温度勾配枠(α1のように低勾配であれば蒸発器へ
の着霜量は少な(、この状態では除霜を必要としないこ
とが判る。これに対して蒸発器の配管温度がt2まで低
下しかつその温度勾配がα2のように高勾配であれば、
着霜が急に成長し、蒸発器への着霜量が限界近くに達し
て冷却能力が低下し、除霜が必要であることが判定でき
ることになる。したがって冷凍装置の冷却運転中におけ
る前記の温度勾配を求めてることにより、蒸発器への着
霜量を判定して適正なタイミイングで除霜を行うことが
できる。 第4図は上記した除霜制御を行うための信号の流れを示
したフローチャートである。まず冷却運転の開始後にク
ロック部11を起動させて時間計測を開始する。この状
態で温度センサ10により蒸発器4の配管温度を検出し
てその温度検出値を制御部6へ読み込む、ここで制御部
は温度判定を行い、検出温度が前記した温度t1以上で
あればその時の時間を記憶して再び温度計測に戻る。こ
の状態から冷却運転の時間経過とともに蒸発器への着霜
量が増して配管温度が次第に低下し、温度検出値が温度
t2以下に低下すると、その時の計測時間を記憶すると
ともに制御部は温度検出値と計測時間とから温度勾配を
演算によって求め、さらにその時の蒸発器への着霜量の
状態を判定する。ここで着霜判定の結果、温度勾配があ
らかじめ定めた設定イII 137 )−ノJa−71
* ス憔A−t−け−tjl ’M 13R4z i−
Wb 竹49 %が出力され、この除霜指令に基づいて
冷凍機の圧縮機lを停止するとともに、除霜ヒータ5を
通電制御して蒸発器4の除霜を行う、なお除霜の開始後
に除霜が進行して蒸発器に霜が無くなった状態になれば
、蒸発器の配管温度が上昇するので、この温度を温度セ
ンサ10によって検出し、Hj 8部6を通じて除霜終
了信号を発し冷凍装置は再び冷却運転を再開する。また
前記の演算による判定結果から温度勾配か設定値以下で
あって除霜の必要がないと判断された場合には再び温度
計測に戻る。
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、冷凍サイクルを構
成する蒸発器の配管温度を検出する温度センサ、時間計
測用クロック部、および前記温度センサで得た温度検出
値とクロック部で得た時間データとから蒸発器配管温度
の時間的な変化割合を表す温度勾配の演算を行うととも
にこの演算結果に基づいて除霜信号を出力する制御部と
を有し、前記した蒸発器の温度勾配があらかじめ定めた
設定値を超えた際に蒸発器の着霜量が限界に達したこと
を判定して制御部から除霜信号を出力して除霜を行うよ
うにしたことにより、従来のタイマ制御方式に見られる
除霜の過不足を解消し、その時の蒸発器の着霜量を判定
して的確なタイミングで除霜を行うことができる。また
これにより冷凍装置の冷却能力を常に十分発揮させるこ
とができ、かつ自動販売機等の庫内に収納したコールド
商品の除霜による不要なヒートサイクルを最小限に抑え
て適温維持を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は冷凍装置の冷凍回路とともに示したこの発明の
実施例の制御系統図、第2図は第1図における制御系統
のブロック図、第3図は蒸発器の配管湿炭と冷却運転時
間との関係を表す特性回、第4図は制御動作の信号の流
れを表すフローチャート、第5図は従来における除霜制
御方式の制御系統図、第6図は従来方式による各種特性
の時間的推移を表したタイムチャートである0図におい
て、 l:冷凍装置の圧縮機、4:蒸発器、5:除霜ヒータ、
6:制御部、10:蒸発器の配管温度検出用の温度セン
サ、ll:時間計測用のクロック部。 、5′。 庄n人奔、21−山口 i !1図 !J2図 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)冷凍装置の冷却運転経過に伴う蒸発器への着霜状態
    を判定して除霜を行う除霜制御方式であって、冷凍サイ
    クルを構成する蒸発器の配管温度を検出する温度センサ
    、時間計測用クロック部、および前記温度センサで得た
    温度検出値とクロック部で得た時間データとから蒸発器
    配管温度の時間的な変化割合を表す温度勾配の演算を行
    うとともにこの演算結果に基づいて除霜信号を出力する
    制御部とを有し、前記した蒸発器の温度勾配があらかじ
    め定めた設定値を超えた際に蒸発器の着霜量が限界に達
    したことを判定して制御部から除霜信号を出力して除霜
    を行うようにしたことを特徴とする冷凍装置の除霜制御
    方式。
JP955785A 1985-01-22 1985-01-22 冷凍装置の除霜制御方式 Pending JPS61168771A (ja)

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