JPWO2020054252A1 - 冷却装置 - Google Patents

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Abstract

冷却装置は、開口を有する貯蔵庫と、前記開口を開閉する扉と、前記貯蔵庫の内部を冷却する冷却ユニットとを備える。前記冷却ユニットは、圧縮機と、凝縮器と、前記凝縮器及び前記圧縮機に送風する送風装置と、フレームパイプとを有する。前記フレームパイプは、前記開口の近傍に配設され、前記圧縮機から吐出され前記凝縮器に到達する前の冷媒が流れる。前記貯蔵庫の内部の温度である庫内温度が低いほど、又は、前記圧縮機が作動を開始してから経過時間が長くなるほど、前記送風装置の送風量を減少させる。前記送風装置の送風量を減少させることには、前記送風装置による送風を停止させることが含まれる。

Description

本発明は、冷却装置に関する。
超低温フリーザやメディカルフリーザに例示される冷却装置では、貯蔵室の開口縁の近傍に設けられたパッキンの近傍に結露が生じやすい。
そこで、従来、圧縮機から吐出された高温の冷媒を、貯蔵室の開口縁の近傍に配設されたフレームパイプに供給して、貯蔵室の開口縁を加熱することで、結露を防止するようにしている(例えば特許文献1参照)。
特開2016−070571号公報
製造コストの低減などを目的として、同一仕様の圧縮機を、異なる仕様の冷却装置に共通して使用した場合、貯蔵室が小さい等、必要な冷却性能が低い冷却装置では、当該冷却性能に比べて圧縮機の性能が高めとなることがある。
このような場合、圧縮機を最低出力で運転させても、貯蔵室の温度(以下「庫内温度」という)が低温側の閾値未満となってしまう。このため、庫内温度が低温側の閾値未満になると、圧縮機の運転が一旦停止され、その後、庫内温度が高温側の閾値を超えると、圧縮機の運転が再開される。
しかしながら、圧縮機の運転が停止される期間は、フレームパイプに高温の冷媒を供給できないので、フレームパイプにより貯蔵室の開口縁を加熱できず、この期間、結露の発生を抑制できない。
また、圧縮機では、運転中よりも起動時に大きなエネルギが消費される。上述したような運転の態様では、圧縮機の起動と停止とが交互に繰り替えし行われることになるので、消費エネルギが大きくなってしまう。
本発明は、このような課題を解決するために創案されたものであり、結露の発生を定常的に抑制でき、消費エネルギを抑制できるようにした冷却装置の提供を目的とする。
上記従来の課題を解決するために、本発明の冷却装置は、開口を有する貯蔵庫と、前記開口を開閉する扉と、前記貯蔵庫の内部を冷却する冷却ユニットとを備える。前記冷却ユニットは、圧縮機と、凝縮器と、前記凝縮器及び前記圧縮機に送風する送風装置と、フレームパイプとを有する。前記フレームパイプは、前記開口の近傍に配設され、前記圧縮機から吐出され前記凝縮器に到達する前の冷媒が流れる。前記貯蔵庫の内部の温度である庫内温度が低いほど、又は、前記圧縮機が作動を開始してから経過時間が長くなるほど、前記送風装置の送風量を減少させる。
本発明によれば、結露の発生を定常的に抑制でき、消費エネルギを抑制できる。
超低温フリーザの全体構成を示す斜視図 機械室の内部の構成を示す模式的な平面図 冷却ユニットの冷媒回路図 冷却ユニットの制御装置の機能ブロック図 冷却ユニットの制御装置の圧縮機制御及びファン制御の一例を示す図 冷却装置の電源がオンされてからの経過時間を横軸とし、縦軸を庫内温度としたグラフを示す図 冷却ユニットの制御装置の圧縮機制御及びファン制御の一例を示す図
以下、本発明の実施の形態に係る冷却装置ついて、図面を参照しながら説明する。以下に示す各実施の形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の各実施の形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除するものではない。また、各実施の形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。さらに、各実施の形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
以下の各実施形態では、本発明の冷却装置を超低温フリーザに適用した例を説明する。なお、冷却装置とは、冷凍装置や、冷蔵装置や、超低温フリーザや、これらの機能を併せ持つものを含む概念である。超低温フリーザとは、貯蔵室内を超低温(例えば−80℃程度)まで冷却するものであり、例えば冷凍食品、生体組織あるいは検体などの超低温保存に用いられる。
また、超低温フリーザにおいて、使用時にユーザが正対する側(貯蔵庫の開口を開閉する扉のある側)を前、その反対を後とする。また、前から後に向かって視た場合を基準に左右を定める。
なお、各実施の形態を説明するための全図において、同一要素は原則として同一の符号を付し、その説明を省略することもある。
[1.第一実施形態]
[1−1.構成]
[1−1−1.全体構成]
以下、本発明の第一実施形態としての超低温フリーザの全体構成について図1及び図2を参照しながら詳細に説明する。図1は、超低温フリーザの全体構成を示す斜視図である。図2は、機械室の内部の構成を示す模式的な平面図である。
超低温フリーザ1は、図1に示すよう、貯蔵庫2と、内扉3と、外扉4と、機械室5とを備える。
貯蔵庫2は、前方に開口する貯蔵室20を備えた筐体である。貯蔵室20は、保存対象が収容される空間である。
貯蔵室20は、仕切壁21により、上下に並ぶ2つの貯蔵室(内部空間)22U,22Dに分割される。以下、上方の貯蔵室22Uを「上室」ともいい、下方の貯蔵室22Dを「下室」ともいう。また、上室22Uと下室22Dとを区別しない場合は貯蔵室22という。なお、各貯蔵室22は仕切壁23によりさらに上下に2分割される。
内扉3は、各貯蔵室22に対して設けられており、貯蔵庫2に上下二段に設けられている。各内扉3の右縁は、貯蔵庫2の前面右縁に、上下に並設された複数のヒンジ16により固定される。外扉4は、貯蔵庫2の前面右縁に、内扉3よりも外側(つまり右側)において、上下に設けられた図外の複数のヒンジにより固定される。
このような構成により、貯蔵室22の開口部22aが、それぞれ、内扉3と外扉4とによって開閉されるようになっている。
内扉3の内壁面の周縁部には全周に亘ってパッキン10が設けられている。同様に、外扉4の内壁面の周縁部には全周に亘ってパッキン15が設けられている。パッキン10,15を設けることで、内扉3及び外扉4を閉じたときの内扉3及び外扉4と貯蔵庫2の密着性が向上し、貯蔵室22の密閉性が向上する。
機械室5は、本実施形態では、貯蔵庫2の下部に設けられ、その内部には、貯蔵室22の冷却ユニット6の要部が図2に示すように格納される。具体的には、前列に略全幅に亘って1つのコンデンサ61(凝縮器)が設けられ、中央列に2つのファン67(送風装置)が左右に並べて設けられ、後列に2つの圧縮機60(コンプレッサ)が左右に並べて設けられている。なお、図2では、冷媒配管は省略されている。
機械室5において、右側にそれぞれ配置される圧縮機60及びファン67は、上室22Uの冷却に使用され(下室22Dの冷却に使用されてもよい)、左側にそれぞれ配置される圧縮機60及びファン67は、下室22Dの冷却に使用される。コンデンサ61は、上室22U及び下室22Dの両室の冷却に使用される(上室22Uの冷却に使用されてもよい)。すなわち、機械室5には、主に右側に上室22Uの冷却ユニット6が設置され、主に左側に下室22Dの冷却ユニット6が設置されている。
圧縮機60は、電源に交流電源が使用される直流電動圧縮機であり、駆動用の電動モータと、この電動モータの回転数を制御するインバータとを備える(電動モータとインバータとは何れも図示略)。ファン67は、電源に交流電源が使用され、駆動用の直流電動モータ(以下「ファンモータ」という)67aを備える。
また、図1及び図2では省略されているが、超低温フリーザ1には、冷却ユニット6に制御装置100が備えられている。また、上室22U及び下室22Dの各室に、室内の温度(以下「庫内温度」という)を検出する庫内温度センサ50が設けられている(制御装置100及び庫内温度センサ50については図4参照)。
[1−1−2.冷却ユニットの構成]
以下、本発明の第一実施形態に係る冷却ユニットの構成について図3を参照しながらさらに説明する。図3は、冷却ユニットの冷媒回路図である。なお、図3中の矢印は冷媒の流れる方向を示す。
冷却ユニット6は、圧縮機60、コンデンサ61、デハイドレータ62、キャピラリーチューブ63、エバポレータ64及びヘッダー65を備え、これらがこの順で冷媒配管によって環状に接続される。冷却ユニット6は、さらに、後述のフレームパイプ66と、コンデンサ61に空気を供給する上述のファン67とを備える。なお、デハイドレータ62及びキャピラリーチューブ63は、機械室5に配置されるが、図2では何れも省略している。
圧縮機60で圧縮された高温の冷媒は、一旦、フレームパイプ66に吐出される。フレームパイプ66は、上室22U又は下室22Dの開口部22aの近傍に設けられており、当該開口部22aを加熱して結露を防止する。なお、フレームパイプ66は図1では省略している。
フレームパイプ66を通過した冷媒は、圧縮機60に戻った後(なお、圧縮機60に戻らなくてもよい)、コンデンサ61へ流れ、ファンモータ67aの作動によりコンデンサ61にファン67により供給された空気と熱交換して放熱する。コンデンサ61を通過した冷媒は、デハイドレータ62で水分を除去された後、キャピラリーチューブ63を通過した際に膨張し、エバポレータ64に流れ気化する。エバポレータ64は、上室22U又は下室22Dに配置され、エバポレータ64で気化した冷媒は、上室22U又は下室22Dを冷却する。エバポレータ64を通過した冷媒は、ヘッダー65を経て圧縮機60へと戻る。なお、ファン67は、コンデンサ61に供給した空気を圧縮機60に供給、つまり、送風する。これにより、ファン67は、コンデンサ61を冷却するだけでなく、圧縮機60も冷却する。
[1−2.制御]
以下、本発明の第一実施形態に係る冷却ユニットの制御について図4〜図6を参照しながら詳細に説明する。
先ず、図4を参照して、冷却ユニットの制御装置の機能構成について説明する。図4は、冷却ユニットの制御装置の機能ブロック図である。
制御装置100は、図4に示すように、上室22U用の冷却ユニット6及び下室22D用の冷却ユニット6の2つの冷却ユニット6に対して一つ設けられている。制御装置100は、圧縮機制御部101と、ファンモータ制御部102とを機能として備える。
圧縮機制御部101は、各貯蔵室22について、庫内温度Tが所定温度範囲にほぼ収まるように圧縮機60の作動を制御する。具体的には、圧縮機制御部101は、庫内温度センサ50により検出された庫内温度Tが、低温閾値TMINよりも低いと(T<TMIN)、圧縮機60を停止し、庫内温度Tが、高温閾値TMAXよりも高いと(T>TMAX)、圧縮機60を作動させる。これにより、庫内温度Tが、低温閾値TMINと高温閾値TMAXとの間の所定温度範囲(庫内温度制御範囲)にほぼ収まるように制御される。
また、圧縮機制御部101は、庫内温度Tが高くなるほど出力(以下「圧縮機出力」という)Pcが連続的に又は段階的に高くなるように圧縮機60(詳しくはインバータの周波数ひいては電動モータの回転速度)を制御する。また、圧縮機制御部101は、超低温フリーザ1の電源がオンされた直後は、圧縮機60を高めの出力で運転させて、貯蔵室22を急速に冷却する。
ファンモータ制御部102は、庫内温度Tが低くなるにしたがって、ファンモータ67aの出力(以下「ファンモータ出力」という)Pfを低下させ(詳しくはインバータの周波数を制御し)、ファンモータ67aの出力を低下させる。すなわち、庫内温度Tが低くなるにしたがってファン67の送風量を減少させる。
具体的には、ファンモータ制御部102は、圧縮機60が作動を開始すると、ファンモータ出力Pfを初期出力Pf1に設定する。そして、ファンモータ制御部102は、庫内温度Tが低くなるにしたがって、ファンモータ出力Pfを初期出力Pf1から連続的又は段階的に減少させる。また、ファンモータ制御部102は、圧縮機60が一旦停止した後に作動を再開したときには、ファンモータ出力Pfを再び初期出力Pf1とする。なお、ファンモータ制御部102は、庫内温度Tが高くなるにしたがってファンモータ出力Pfを連続的又は段階的に増加させるようにしてもよい。
なお、ファンモータ制御部102は、圧縮機60が作動を開始してからの経過時間tcが長くなるにしたがって、ファンモータ出力を低下させ、ファン67の送風量を減少させるようにしてもよい。具体的には、ファンモータ制御部102にタイマ機能を持たせ、このタイマ機能により、圧縮機60が作動を開始してからの経過時間tcをカウントする。そして、経過時間tcが長くなるにしたがって、ファンモータ出力Pfを低下させる。
より具体的には、ファンモータ制御部102は、圧縮機60が作動を開始すると、ファンモータ出力Pfを初期出力Pf1に設定する。そして、ファンモータ制御部102は、圧縮機60が作動を開始してからの経過時間tc(図5参照)が長くなるにしたがってファンモータ出力Pfを初期出力Pf1から連続的又は段階的に減少させる。また、ファンモータ制御部102は、圧縮機60が一旦停止した後に作動を再開したときには、経過時間tcをリセットした後に経過時間tcのカウントを再開すると共にファンモータ出力Pfは再び初期出力Pf1とする。
図5を参照して、制御装置100の圧縮機制御及びファン制御の一例を説明する。図5は、冷却ユニットの制御装置の圧縮機制御及びファンモータ制御の一例を示す図である。詳しくは、図5は、冷却装置1の電源がオンされてからの経過時間tを共通の横軸とし、縦軸を圧縮機出力Pcとしたグラフと、縦軸をファンモータ出力Pfとしたグラフと、縦軸を庫内温度Tとしたグラフを上からこの順に並べて示す図である。
図5に示すように、冷却装置1の電源がオンされてから間もない経過時間t1〜t2にかけての期間tpldについては、圧縮機制御部101は、上述したように貯蔵室22内を急速冷却するために圧縮機60の出力を高めに制御する。ファンモータ制御部102は、経過時間t1で圧縮機60の運転が開始されると、初期出力Pf1でファンモータ67aの運転を開始させ、ファン67による送風を開始する。その後、ファンモータ制御部102は、庫内温度Tの低下にしたがって、ファンモータ出力Pfを減少させる。
そして、経過時間t3において、庫内温度Tが低温閾値TMINを下回ったため、圧縮機制御部101は、圧縮機60を一旦停止させる。そして、このとき同時にファンモータ出力Pfを所定の値まで一気に低下させるかファンモータ出力Pfを0にしてファン67を停止させてもよい。つまり、圧縮機60へのファン67の送風量を減少させる、もしくは、停止させる。これにより、フレームパイプ66中の冷媒の温度を、より高温に維持することができ、貯蔵室20の開口部22aの結露をさらに抑制できる。その後、圧縮機60の停止、すなわち冷却ユニット6の停止により庫内温度Tが上昇して、経過時間t4において庫内温度Tが高温閾値TMAXを超えると、圧縮機制御部101は、圧縮機60の運転を再開させ、ファンモータ制御部102は、ファンモータ出力Pfを初期出力Pf1に引き上げる。
その後、庫内温度Tの低下にしたがって、圧縮機制御部101は圧縮機出力Pcを段階的に低下させ、ファンモータ制御部102はファンモータ出力Pfを減少させる。以降、経過時間t5で庫内温度Tが低温閾値TMINを下回ると、圧縮機制御部101は圧縮機60を一旦停止させる。そして、このとき同時にファンモータ出力Pfを所定の値まで一気に低下させるかファンモータ出力Pfを0にしてファン67を停止させてもよい。その後、経過時間t6で庫内温度Tが高温閾値TMAXを超えると、圧縮機制御部101は圧縮機60の運転を再開させ、ファンモータ制御部102は、ファンモータ出力Pfを初期出力Pf1に引き上げる。
[1−3.作用効果]
本発明の第一実施形態の作用効果について図6を参照して説明する。図6は、冷却装置1の電源がオンされてからの経過時間tを横軸とし、縦軸を庫内温度Tとしたグラフに、本実施形態の超低温フリーザ1と、従来の超低温フリーザとにおける各庫内温度の変化の一例を示す図である。図6では、本実施形態の超低温フリーザ1の庫内温度が実線で示され、従来の超低温フリーザにおける各庫内温度が二点鎖で示されている。ここでいう従来の超低温フリーザとは、経過時間tに拘わらずファンモータ出力Pfが一定のものをいう。
図6では、本実施形態の超低温フリーザ1と従来の超低温フリーザとの庫内温度Tの温度が比較しやすいよう、超低温フリーザ1と従来の超低温フリーザとの各庫内温度Tが共に経過時間t10で低温閾値TMINを下回るものとしている。圧縮機60の運転再開時(起動時)から庫内温度Tが徐々に減少し、庫内温度Tの減少に応じてファンモータ出力Pfが徐々に減少する。このため、圧縮機60がファン67の送風によって冷却される度合いも、圧縮機60の運転再開時(起動時)から徐々に減少する。圧縮機60の冷却される度合いが減少すると、圧縮機60を流れる冷媒の温度が相対的に高くなり、ひいては冷媒の比重が小さくなって圧縮機60による冷媒吐出量が減少する。
この結果、圧縮機60の性能ひいては冷却ユニット6の冷却性能が低下し、ファンモータ出力Pfが一定の従来の超低温フリーザに比べて庫内温度Tの低下速度が低くなる。さらに、超低温フリーザ1の冷媒は、従来の超低温フリーザの冷媒に比べて温度が高くなる。すなわち冷却ユニット6の蓄冷量が少なくなる。
したがって、経過時間t10で庫内温度Tが低温閾値TMINを下回って圧縮機60が停止されてから、庫内温度Tが高温閾値TMAXまで上昇して圧縮機60が再起動されるまでの期間、換言すれば圧縮機60の停止期間P1(=経過時間t11−経過時間t10)は、従来の超低温フリーザの圧縮機の停止期間P2(=経過時間t12−経過時間t10)よりも短くなる。
このように、圧縮機60からフレームパイプ66に高温の冷媒を供給できない期間、すなわち貯蔵庫2の開口部22aの結露を十分に抑制できない期間であると共にフレームパイプ66の温度が低下する期間を短くすることができる。したがって、本実施形態の超低温フリーザ1によれば、結露の発生を定常的に抑制できる。
また、上述したように圧縮機60の作動時の庫内温度Tの低下速度が従来よりも遅くなる。したがって、圧縮機60を再起動後、庫内温度Tが低温閾値TMINを下回るまでの期間が長くなる。ひいてはその後に庫内温度Tが高温閾値TMAXを超えて圧縮機60の再起動までの期間C1(=経過時間t14−経過時間t11)が従来の超低温フリーザの同期間C2(=経過時間t13−経過時間t12)よりも長くなる。すなわち、圧縮機60の起動周期を従来よりも長くすることができ、圧縮機60の起動に伴う消費エネルギの低減を図れる。
さらに、庫内温度Tが低温閾値TMINよりも低くなる温度(=TMIN−T)及び庫内温度Tが低温閾値TMINよりも低くなる期間を抑制できる。
[2.第二実施形態]
以下、本発明の第二実施形態に係る冷却ユニットの制御について図4及び図7を参照しながら詳細に説明する。図7は、冷却ユニットの制御装置の圧縮機制御及びファン制御の一例を示す図である。
第二実施形態に係る冷却ユニットは、第一実施形態に係る冷却ユニットと、圧縮機制御及びファン制御が異なるだけなので、圧縮機制御及びファン制御についてだけ説明する。
制御装置100は、第一実施形態と同様に図4に示すように構成され、圧縮機制御部101及びファンモータ制御部102を備える。圧縮機制御部101は、第一実施形態と異なり、圧縮機出力Pcを一定に制御する。ファンモータ制御部102は、庫内温度センサ50により検出された庫内温度Tが高くなるほど、ファンモータ出力Pfを連続的又は段階的に減少させる。
本実施形態では、ファンモータ制御部102は、図7に示すようにファンモータ出力Pfを制御する。つまり、ファンモータ制御部102は、庫内温度Tが高温閾値TMAXを超える期間P+については、ファンモータ67aの回転速度を加速させファンモータ出力Pfを増大させる。一方、庫内温度Tが低温閾値TMINを下回る期間P−については、ファンモータ67aの回転速度を減速させファンモータ出力Pfを減少させる。
このように、庫内温度Tが低温閾値TMINを下回った時には、ファンモータ出力Pfを減少させることで、圧縮機出力Pcの性能を低下させると共にコンデンサ61の放熱量を減少させて冷却ユニット6の出力を低下させる。また、庫内温度Tが高温閾値TMAXを上回った時には、ファンモータ出力Pfを増加させることで、圧縮機出力Pcの性能を上昇させると共にコンデンサ61の放熱量を増加させて冷却ユニット6の出力を上昇させる。これにより、庫内温度Tを所定温度範囲内に略収めることができる。
なお、ファンモータ制御部102は、庫内温度Tが、低温閾値TMINと高温閾値TMAXとの間に収まっている場合において、庫内温度Tが低いほどファンモータ出力Pfを減少させるようにしてもよい。また、ファンモータ制御部102は、庫内温度Tが低温閾値TMINを下回った時に、ファン67を一旦停止させ、その後、庫内温度Tが高温閾値TMAXを上回った時に、ファン67を再起動させるようにしてもよい。
本発明の第二実施形態の冷却装置によれば、第一実施形態と同様の効果が得られることに加え、圧縮機60の起動と停止とが繰り返されないので、起動時に圧縮機60が被るストレスを低減して、圧縮機60の寿命を第一実施形態よりも長くすることができる。またファンモータ67aも起動と停止が繰り返されないので、起動時にファンモータ67aが被るストレスが低減して、ファンモータ67aの寿命を第一実施形態よりも長くすることができる。
[3.その他]
(1)上記実施形態では、本発明を、各貯蔵室22の冷却用に圧縮機60が一つずつ設けられる冷却装置に適用したが、本発明は、一つの貯蔵室の冷却用に2つの圧縮機を設けたタイプの冷却装置に適用することもできる。
(2)上記実施形態では、本発明を、前方に内扉3と外扉4とを備えた構成の冷却装置に適用したが、本発明はこのような構成の冷却装置への適用に限定されない。例えば、本発明は、貯蔵庫の前方上段に上段の外扉、貯蔵庫の前方下段に下段の外扉をそれぞれ備えた冷却装置、すなわち貯蔵庫の前方に上下二段に外扉を設けた冷却装置にも適用できる。また、本発明は、上方に開口した貯蔵庫の当該開口を開閉する上蓋のような扉を備えた冷却装置に適用することもできる。
2018年9月11日出願の特願2018−169505の日本出願に含まれる明細書、特許請求の範囲、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明は、冷却装置において、結露の発生を定常的に抑制でき、消費エネルギを抑制できる。よって、その産業上の利用可能性は多大である。
1 超低温フリーザ(冷却装置)
2 貯蔵庫
3 内扉
4 外扉
5 機械室
6 冷却ユニット
10,15 パッキン
16 ヒンジ
20 貯蔵室
21 仕切壁
22 貯蔵室(内部空間)
22a 開口部
22U 上室
22D 下室
23 仕切壁
50 庫内温度センサ
60 圧縮機
61 コンデンサ(凝縮器)
62 デハイドレータ
63 キャピラリーチューブ
64 エバポレータ
65 ヘッダー
66 フレームパイプ
67 ファン(送風装置)
67a 直流電動モータ(ファンモータ)
100 制御装置
101 圧縮機制御部
102 ファンモータ制御部

Claims (3)

  1. 開口を有する貯蔵庫と、
    前記開口を開閉する扉と、
    前記貯蔵庫の内部を冷却する冷却ユニットとを備え、
    前記冷却ユニットは、
    圧縮機と、
    凝縮器と、
    前記凝縮器及び前記圧縮機に送風する送風装置と、
    前記開口の近傍に配設され、前記圧縮機から吐出され前記凝縮器に到達する前の冷媒が流れるフレームパイプとを有し、
    前記貯蔵庫の内部の温度である庫内温度が低いほど、又は、前記圧縮機が作動を開始してから経過時間が長くなるほど、前記送風装置の送風量を減少させる
    冷却装置。
  2. 前記庫内温度が、低温側の閾値よりも低い場合には、前記圧縮機を停止させ、
    前記庫内温度が、高温側の閾値よりも高い場合には、前記圧縮機を作動させる
    請求項1記載の冷却装置。
  3. 前記圧縮機の出力を一定とし
    前記庫内温度が低いほど、前記送風装置の送風量を減少させる
    請求項1記載の冷却装置。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023166907A1 (ja) * 2022-03-03 2023-09-07 Phcホールディングス株式会社 冷凍装置
JP7295318B1 (ja) 2022-09-20 2023-06-20 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 空気調和機

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01234777A (ja) * 1988-03-11 1989-09-20 Matsushita Refrig Co Ltd 生鮮物保鮮庫の冷却装置
JP2004085102A (ja) * 2002-08-27 2004-03-18 Sanyo Electric Co Ltd 冷蔵庫
US8984902B2 (en) * 2010-07-20 2015-03-24 General Electric Company System to control external condensation on a refrigerator
JP2016044875A (ja) * 2014-08-22 2016-04-04 株式会社東芝 冷蔵庫
JP2016070571A (ja) * 2014-09-29 2016-05-09 パナソニックヘルスケア株式会社 冷凍装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5255530A (en) * 1992-11-09 1993-10-26 Whirlpool Corporation System of two zone refrigerator temperature control
DE10235783B4 (de) * 2002-08-05 2008-02-14 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Kältegerät mit Ventilator und Steuerverfahren dafür
JP5391250B2 (ja) * 2011-09-28 2014-01-15 日立アプライアンス株式会社 冷蔵庫および冷凍庫
WO2013172027A1 (ja) * 2012-05-18 2013-11-21 パナソニック株式会社 冷蔵庫
JP2014020715A (ja) * 2012-07-20 2014-02-03 Toshiba Corp 冷蔵庫
US20140208783A1 (en) * 2013-01-30 2014-07-31 Lg Electronics Inc. Refrigerator
EP3051227B1 (en) * 2013-09-27 2017-12-06 Panasonic Healthcare Holdings Co., Ltd. Refrigerating device
EP3208561A1 (en) * 2016-02-16 2017-08-23 Lennox Industries Inc. Method and apparatus for re-heat dehumidification utilizing a variable speed compressor system
JP6762149B2 (ja) * 2016-06-29 2020-09-30 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 冷蔵庫
JP2018169505A (ja) 2017-03-30 2018-11-01 東洋インキScホールディングス株式会社 カラーフィルタ用着色組成物
CN110887313A (zh) * 2019-10-17 2020-03-17 合肥华凌股份有限公司 用于冰箱的除露管温度控制方法、冰箱、电子设备及介质

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01234777A (ja) * 1988-03-11 1989-09-20 Matsushita Refrig Co Ltd 生鮮物保鮮庫の冷却装置
JP2004085102A (ja) * 2002-08-27 2004-03-18 Sanyo Electric Co Ltd 冷蔵庫
US8984902B2 (en) * 2010-07-20 2015-03-24 General Electric Company System to control external condensation on a refrigerator
JP2016044875A (ja) * 2014-08-22 2016-04-04 株式会社東芝 冷蔵庫
JP2016070571A (ja) * 2014-09-29 2016-05-09 パナソニックヘルスケア株式会社 冷凍装置

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