JPS61213458A - 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、特に回転数変換装置を用いたものに係わる。

従来の技術 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り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させるこ
とによシ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。

発明が解決しようとする問題点 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６図に示すように庫内温
度と温度設定値との差によシミ圧−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ため、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＠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めった。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
きおこす問題があった。

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
たは誤差を低く抑え、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。

１問題点を解決するための手段 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回転数設定
信号を順次回転数変換装置に送出するものである。

作　　用 したがって、圧縮機の回転数変動を少なくして複数段に
変化させるようにしたものである。

実施例 以下本発明の一実施例を添付図面に従い説明する。

第１図、第２図において、電源１の交流電圧１′が整流
回路２によって直流２′に換えられ回転数変換装置３に
加えられる。この回転数変換装置３は、ディジタル信号
すなわち回転数設定信号ａによってパルス幅変調信号発
生器４で圧縮機６のモータ回転位置に応じたパルス幅変
調信号を発生し、パワー素子６で増幅スイフチングされ
、可変電圧の回転位置同期パルス幅変調圧３′に変換さ
れる。回転数変換装置３の出力電圧は約４０〜２６０ｖ
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１８００〜５４００　ｒｐｍの範囲で変
化する。

一方、回転数変換装置３に加えられるディジタル信号す
なわち回転数設定信号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、庫内温度セイサ９
および温度設定器１０との入力により、予じめ設定され
たプログラムに丞キマイクロコンピュータ１１で論理演
算処理して、制御弁、７７ンモータ等の負荷１２を作動
せしめるとともに、回転数変換装置３に回転数設定信号
ａを与える。さらに比較制御装置７の内部構成は、マイ
クロコンピュータ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１００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か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シ返し行うことによシ、
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１６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から取シ出され中央演算処理装置１６
で前記温度差値と所定タイマ一時間ごとに比較され、そ
の結果回転数に相当するディジタルデータがデータラッ
チ１９を通じて回転数変換装置３に送出される。ここで
、メモリ１４、中央演算処理装置１６、データラッチ１
６．１９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、回転数変換装置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、回転数設定信号
ａとの対応例を示すとともにその運転状態を第３図から
第４図を参照して説明する。

第３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０．５・ｄｏｇ　℃高い温度差値をしき
い値Ｉとし、０．５ｄｅｇＣ低い温度差値をしきい値■
とし、このしきい値■よシ温度差値が上のゾーンをαゾ
ーン、しきい値ＩとＨの間をβゾーン、しきい値■より
下のゾーンをα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、運転状態は表の如く対応させ
である。

第３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ゾーンにあるため回
転数設定値の上限回転数（５４００回転〕回転転を開始
し、この時比較制御装置７から回転数変換装置３へ上限
回転数（５４００回転〕回転転する回転数設定信号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、庫内温度とｍ置設定値の温度差（以下温
度差と略す）がまだαゾーンにあるため回転数設定信号
αは１段アップするところであるがすでに上限回転数に
達しているためその上限回転数（５４００回転〕回転転
を継続する。その後Ｂ時間経過した時点口で温間差は、
βゾーンに達したためその回転数（５４００回転〕回転
転を継続する。さらに３時間経過とと【温度差が比較制
御装置７で検出され、温度差がαゾーンて達した時点ハ
で回転数設定信号ａは１段ダウンしく４Ｂ００回転〕と
なる。この後Ｂ時間経過ごとに同様の制御をくり返す。

表の右図では、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■と■の間つまりβゾーンにあ
る場合で、この時回転数設定値としての中間回転数（３
２００回転〕回転線機６の運転を開始する。Ａ時間経過
した時点二で、温度差がαゾーンにあるため、運転回転
数を１段ダウンしく２２００回転〕回転転。その後Ｂ時
間経過した時点ホでは、温度差がまだαゾーンにあるた
め回転数をさらに１段ダウンしく　１８００回転〕とな
る。さらに３時間経過した時点へでは、温度差がまだα
ゾーンにあるため回転数をさらに１段ダウンし〔０回転
〕すなわち圧縮機６を停止する。

次いで３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αゾーンに達した時点チで、今度は
、〔０回転〕後の再スタートを行ない、表に示す通り中
間回転数（２２００回転〕回転転を行なう。この後Ｂ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■と■の温度範囲内にはいるよ
うに、圧縮機６の運転回転数を制御するものである。

第４図は、上記制御動作を示す比較制御装置７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【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。本実施例では運転回転数を１８００回転から５４ｏ
Ｏ回転まで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ｒゾーンか検出する。この結果によシ運転開始時の
回転数を決定し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
回転数を１段アップし、βゾーンならその回転数のまま
運転を経続し、ｒゾーンなら回転数を１段ダウンする。

なおｄ点に示すように現在０回転であれば１段アップす
る時は２２００回転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８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２７００回転近
傍で運転した時に、圧縮機６および配管パイプ等の共振
現象により騒音、振動が大きくなるため、２７００回転
±３００回転の間は回転数を設定するのをさけ、２２０
０回転次いで３２００回転としである。

かかる構成により、冷却運転時において、冷凍負荷すな
わち庫内温度に応じて圧縮機６０回転数を変化させ冷凍
能力を制御することが可能となる。

またこの冷蔵庫は、ディジタル信号ａにより制御される
回転数変換装置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、複雑な制御
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によって回転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１と■の間に維持するよ
う制御し、このしきい値■と■の間では回転数がそのま
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
発生が解消できる。また複数段に回転数を変化させてい
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回転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１立上シのよい運転が可能となるとと
もに運転開始時から適切な回転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
るため、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ないが、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
い値を割るごとに回転数を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回転数設
定信号を送出する比較制御装置と、この回転数設定信号
により圧縮機の回転数を複数段に変える回転数変換装置
とで構成され、庫内温度および温度設定値の差が所定値
になるよう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してなるものであるから、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
の回転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回転数で運転を始め
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、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図は本発明一実施例の冷蔵庫のブロック図、第２図
は同冷蔵庫の制御回路図、第３図は同冷蔵庫の動作説明
図、第４図は動作のフローチャート図、第６図は従来の
冷蔵庫における制御方式図である。 ３・・・・・・回転数変換装置、６・・・・・・圧縮機
、７・・・・・・比較制御装置、ａ・・・・・・回転数
設定信号。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第３図 第４図 第５図

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
   回転数設定信号を送出する比較制御装置と、前記複数段
   の回転数設定信号により圧縮機の回転数を複数段に変え
   る回転数変換装置とより成り、前記比較制御装置は厚内
   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され
   るゾーンに対応した回転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。