KR101324041B1

KR101324041B1 - 냉각 저장고 및 그 운전 방법

Info

Publication number: KR101324041B1
Application number: KR1020097018849A
Authority: KR
Inventors: 나오시 콘도; 아키히코 히라노; 마사히데 야토리; 신이치 카가; 히데유키 타시로
Original assignee: 호시자키 덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2007-03-13
Filing date: 2007-03-13
Publication date: 2013-11-01
Also published as: US20100115973A1; WO2008111162A1; US8209991B2; EP2136167A1; KR20100014964A; CN101627269A; CN101627269B

Abstract

압축기(20), 응축기(21)로부터의 액체 냉매는 삼방 밸브(24)를 통하여 냉동실용 냉각기(27F) 및 냉장실용 증발기(27R)에 교대로 공급되어 냉동실과 냉장실의 냉각이 교대로 행해진다. 이때, 각 증발기로의 냉매 공급 시간의 비율은, 각 저장실에 설정된 목표 온도와 각 저장고에서 측정되는 실제의 저장고 내부 온도의 편차에 근거하여 제어하는 것이 아니라, 그것들의 편차의 차이를 적산한 적산값에 근거하여 제어한다. 이에 의해, 예를 들어 문이 일시적으로 개방되어 저장실 내부로 외기가 도입됨으로써 저장고 내부 온도가 일시적으로 상승해도 온도 편차의 적산값은 급변하지 않으므로, 일방의 저장실의 냉각 모드로 되어 있을 때에 불필요하게 교대 냉각 모드로 이행하는 것을 방지할 수 있다.

열적 부하가 서로 다른 복수의 저장실에 각각 마련한 복수의 증발기에 1대의 압축기로부터 냉매를 선택적으로 공급하게 한 냉각 저장고에 있어서, 일방의 저장실의 냉각 모드로 되어 있을 때에 불필요하게 교대 냉각 모드로 이행하는 것을 방지한다.

Description

냉각 저장고 및 그 운전 방법{COOLING STORAGE AND METHOD OF OPERATING THE SAME}

본 발명은, 복수의 증발기를 구비하고, 이것들에 1대의 압축기로부터 냉매를 공급하는 냉각 저장고 및 그 운전 방법에 관한 것이다.

이러한 종류의 냉각 저장고로서는, 단열성의 저장고 본체에 예를 들어 냉동실과 냉장실을 단열하여 구획 형성함과 함께 각 실(室)에 각각 증발기를 배치하고, 이들 증발기에 1대의 압축기로부터 냉매를 교대로 공급하여 냉각 작용을 일으키게 한 것이 알려져 있으며, 예를 들어 특허 문헌 1을 예시할 수 있다.

이것은, 냉매를 압축기에 의해 압축함과 함께 응축기에 의해 액화하고, 이를 삼방(三方) 밸브의 출구 측에 각각 모세관(capillary tube)을 통하여 접속한 냉동실용 증발기 및 냉장실용 증발기에 교대로 공급하게 되어 있으며, 설정 온도에 가까운 온도역에서 통상의 냉각 운전을 행하고 있는 소위 컨트롤 운전 시에는, 예를 들어 냉각하고 있는 측의 실이 OFF 온도에 도달하면 삼방 밸브를 절환하여 타방 측의 실의 냉각 모드로 절환하고, 양 실의 검출 온도가 모두 OFF 온도 이하가 되면 압축기를 정지하게 되어 있다.

이 구성이면, 상기의 컨트롤 운전 시에 사용자가 일방의 저장실에 온도가 높 은 식품 등을 수용하면 그 저장실의 냉각을 충분히 행하고 나서 타방의 저장실의 냉각으로 이행하게 되므로, 새로 수용된 식품을 충분히 냉각할 수 있다는 장점이 있다.

그런데, 상기 구성에서는, 쌍방의 저장실에 온도가 높은 식품을 수용한 경우에는 먼저 냉각되는 쪽의 저장실은 괜찮지만 그 후에 냉각되는 저장실에서는 식품의 온도가 좀처럼 내려가지 않는다는 문제가 있다.

이와 같은 경우에 대응하여 예를 들어 특허 문헌 2에서는, 제어 장치가 양 저장실을 소정의 시간 비율로 교대로 절환하는 기술이 제안되어 있다. 여기에서는, 예를 들어 냉장실과 냉동실의 쌍방의 저장실 온도가 모두 ON 온도를 넘으면 냉동실의 냉각과 냉장실의 냉각을 예를 들어 30분:20분의 비율로 교대로 절환하는 교대 냉각 모드가 실행되고, 또한 그래도 냉각 능력이 부족하여 냉동실의 온도가 상승될 때에는 냉동실 내부가 소정 온도(예를 들어 -12℃)에 도달했을 때에 상기 시간 비율을, 냉동실 측을 우선하는 시간 비율(예를 들어 40분:20분)로 변경하여 냉동실의 저장고 내부 온도의 상승을 억제하고 있었다.

특허 문헌 1: 일본 실용 공개 소60-188982호 공보

특허 문헌 2: 일본 특허 공개 제2002-22336호 공보

그러나, 상술한 구성으로 해도 예를 들어 냉동실에 온도가 높은 식품이 수용되어 그 실내 온도가 ON 온도를 상회하여 냉동실 냉각 모드로 이행한 후에, 이번에는 냉장실의 도어가 빈번하게 개폐되어 그 실내 온도가 일시적으로라도 그 ON 온도를 상회하면 즉시 교대 냉각 모드로 이행하게 된다. 그러면, 냉장실의 냉각에 냉동 능력의 일부가 할애되기 때문에 냉동실의 냉각이 늦어지고, 결국 냉동실의 온도 상승을 충분히 억제할 수 없게 된다.

또한, 통상의 컨트롤 운전이 아니라, 저장실 온도가 실온에 가까운 상태에서 설정 온도 가까이 냉각하는 소위 풀다운(pull-down) 운전을 행하는 경우, 상술한 30분:20분이라는 긴 사이클에서의 교대 냉각 모드를 행하면 저장실 온도를 미리 정한 온도 커브로 냉각해 가는 운전을 할 수 없고, 저장고 본체의 용적 등의 사양에 따라 냉각 성능에 편차가 생겨 버린다. 그렇다고 해서, 교대 냉각 모드에 있어서의 절환을 예를 들어 3분:2분과 같은 짧은 사이클로 행하면, 상술한 바와 같은 냉동실을 급속으로 냉각하고자 하는 경우에도 냉장실의 냉각에 능력이 할애되어 버리는 문제가 보다 현저해져 바람직하지 않다.

본 발명은 상기와 같은 사정에 근거하여 완성된 것으로서, 열적 부하가 서로 다른 복수의 저장실에 각각 마련한 복수의 증발기에 1대의 압축기로부터 냉매를 선택적으로 공급하게 한 냉각 저장고에 있어서, 일방의 저장실의 냉각 모드로 되어 있을 때에 불필요하게 교대 냉각 모드로 이행하는 것을 방지할 수 있고, 또한 미리 정한 온도 커브로 풀다운 운전을 실행하는 것도 가능한 냉각 저장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 장치로서, 본 발명의 운전 방법은, 압축기, 응축기, 밸브 장치, 제1 및 제2의 증발기 및 각 증발기로 흘러들어가는 냉매를 쓰로틀(throttling)하기 위한 쓰로틀 장치를 구비하고, 압축기로 압축하여 응축기로 액화시킨 냉매를 밸브 장치에 의해 제1 및 제2의 증발기에 선택적으로 공급함으로써, 제1 및 제2의 증발기에 의해 서로 열적 부하가 다른 제1 및 제2의 각 저장실을 냉각하게 한 냉각 저장고의 운전 방법에 있어서, 제1 및 제2의 각 저장실에 설정된 목표 온도와 각 저장실에서 측정되는 실제의 저장고 내부 온도와의 편차를 소정 시간마다 산출하여 적산(積算)하고, 그 적산값에 근거하여 밸브 장치를 제어함으로써 제1 및 제2의 각 증발기로의 냉매 공급 시간의 비율을 변화시키는 것에 특징을 가진다.

이와 같은 제어 방법은, 다음의 구성을 구비한 냉각 저장고에 의해 실시 가능하다.

다음의 A1 내지 A6의 구성을 구비한 냉동 사이클과,

(A1) 냉매를 압축하는 압축기

(A2) 이 압축기에 의해 압축된 냉매로부터 방열시키는 응축기

(A3) 입구가 상기 응축기 측에 접속됨과 함께 2개의 출구가 제1 및 제2의 냉매 공급로에 접속되고, 입구 측을 제1 및 제2의 냉매 공급로 중 어느 한쪽에 선택적으로 연통시키는 유로 절환 동작을 가능하게 한 밸브 장치

(A4) 제1 및 제2의 냉매 공급로에 각각 마련된 제1 및 제2의 증발기

(A5) 각 증발기로 흘러들어가는 냉매를 쓰로틀하기 위한 쓰로틀 장치

(A6) 제1 및 제2의 증발기의 냉매 출구 측으로부터 압축기의 냉매 흡입 측에 접속된 냉매 환류로

서로 열적 부하가 다르고 제1 및 제2의 증발기에 의해 생성된 냉기에 의해 냉각되는 제1 및 제2의 각 저장실을 가지는 저장고 본체와,

제1 및 제2의 각 저장실 내부의 목표 온도를 설정하기 위한 목표 온도 설정기와,

각 저장실 내부의 저장고 내부 온도를 검출하는 제1 및 제2의 온도 센서와,

목표 온도 설정기에 설정된 각 저장실의 각 목표 온도와 각 온도 센서에 의해 검출된 각 저장실의 저장고 내부 온도와의 차이인 온도 편차를 각 저장실마다 산출하는 장치 온도 편차 산출 장치와,

이 장치 온도 편차 산출 장치에 의해 산출된 온도 편차에 관하여 각 저장실마다의 차이인 실간(室間) 온도 편차를 산출하여 이것을 적산하는 장치 실간 온도 편차 적산 장치와,

이 장치 실간 온도 편차 적산 장치에 의해 적산된 적산값을 기준값과 비교하여 밸브 장치에 있어서의 제1 및 제2의 각 냉매 공급로의 개방 비율을 변화시키는 밸브 제어 장치를 구비하는 냉각 저장고이다.

또한, 다음의 구성을 구비한 냉각 저장고로서 구성하는 것도 가능하다.

다음의 A1 내지 A6의 구성을 구비한 냉동 사이클과,

(A1) 인버터 모터에 의해 구동되어 냉매를 압축하는 압축기

(A3) 입구가 응축기 측에 접속됨과 함께 2개의 출구가 제1 및 제2의 냉매 공급로에 접속되고, 입구 측을 제1 및 제2의 냉매 공급로 중 어느 한쪽에 선택적으로 연통시키는 유로 절환 동작을 가능하게 한 밸브 장치

이 장치 온도 편차 산출 장치에 의해 산출된 온도 편차에 관하여 각 저장실마다의 차이인 실간 온도 편차를 산출하여 이것을 적산하는 장치 실간 온도 편차 적산 장치와,

이 장치 실간 온도 편차 적산 장치에 의해 적산된 적산값을 기준값과 비교하여 밸브 장치에 있어서의 제1 및 제2의 각 냉매 공급로의 개방 비율을 변화시키는 밸브 제어 장치와,

장치 온도 편차 산출 수단에 의해 산출된 온도 편차에 관하여 각 저장실마다의 합의 누적값인 온도 편차 누적값을 산출하는 온도 편차 누적값 산출 장치와,

이 온도 편차 누적값 산출 장치에 의해 산출된 누적값을 기준값과 비교하여 상기 인버터 모터의 회전수를 변화시키는 회전수 제어 장치를 구비하는 냉각 저장고이다.

본 발명에 따르면, 제1 및 제2의 각 증발기로의 냉매 공급 시간의 비율은, 제1 및 제2의 각 저장실에 설정된 목표 온도와 각 저장실에서 측정되는 실제의 저장고 내부 온도와의 편차에 근거하여 제어하는 것이 아니라, 그것들의 편차의 차이를 적산한 적산값에 근거하여 제어하므로, 예를 들어 문이 일시적으로 개방되어 저장실 내부로 외기가 도입됨으로써 저장고 내부 온도가 일시적으로 상승해도 온도 편차의 적산값은 급변하지 않으므로, 일방의 저장실의 냉각 모드로 되어 있을 때에 불필요하게 교대 냉각 모드로 이행하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 교대 냉각 모드를 짧은 사이클로 반복할 수 있으므로, 미리 정한 온도 커브로 풀다운 운전을 실행하는 것도 가능해지는 냉각 저장고 및 그 운전 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1을 나타내는 전체의 단면도이다.

도 2는 실시 형태 1의 냉동 사이클의 구성도 및 블록도이다.

도 3은 실시 형태 1의 냉각 동작을 나타내는 플로우 차트이다.

도 4는 실시 형태 1의 냉각 동작을 나타내는 플로우 차트이다.

도 5는 실시 형태 2에서 냉각 능력이 부족한 경우의 온도 변화를 나타내는 그래프이다.

도 6은 실시 형태 2에서 냉각 능력이 과잉한 경우의 온도 변화를 나타내는 그래프이다.

도 7은 실시 형태 3의 냉동 사이클의 구성도 및 블록도이다.

도 8은 실시 형태 3에 있어서의 냉동실 및 냉장실의 목표 온도의 경시적 변화 양태를 나타내는 그래프이다.

도 9는 실시 형태 3에 있어서의 압축기 회전수의 제어 순서를 나타내는 플로우 차트이다.

도 10은 실시 형태 3에 있어서의 풀다운 냉각 운전 시의 저장고 내부 온도의 변화 양태와 압축기 회전수의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 11은 실시 형태 4에 있어서의 ‘냉각 부하 판정 제어’의 처리 순서를 나타내는 플로우 차트이다.

도 12는 실시 형태 4에 있어서의 ‘F 온도 유지 냉각 시간 제어’의 처리 순서를 나타내는 플로우 차트이다.

도 13은 실시 형태 4에 있어서의 ‘R 온도 유지 냉각 시간 제어’의 처리 순서를 나타내는 플로우 차트이다.

도 14는 목표 온도 설정 장치를 다르게 한 다른 실시 형태를 나타내는 블록도이다.

[부호의 설명]

10…저장고 본체 20…압축기

21…응축기 24…삼방 밸브(밸브 장치)

25F, 25R…제1 및 제2의 냉매 공급로

26F, 26R…모세관(쓰로틀 장치)

27F…냉동실용 증발기(제1의 증발기)

27R…냉장실용 증발기(제2의 증발기)

31…냉매 환류로 40…냉동 사이클

50…냉동 사이클 제어 회로

51F…온도 센서(제1의 온도 센서)

51R…온도 센서(제2의 온도 센서)

55, 80…목표 온도 설정기

56…온도 편차 산출 수단 57…실간 온도 편차 적산 수단

58…밸브 제어 수단 60…회전수 제어 수단

70…온도 편차 누적값 산출 수단

81…기억 수단 100…기억 수단

101…테이블 판독 수단 102…클럭 수단

<실시 형태 1>

본 발명의 실시 형태 1을 도 1 내지 도 6을 참조하면서 설명한다. 이 실시 형태 1에서는 업무용의 가로형(테이블형) 냉동 냉장고에 적용한 경우를 예시하고 있으며, 먼저 도 1을 참조하면서 전체 구조를 설명한다. 부호 10은 저장고 본체로서, 전면(前面)이 개구된 가로로 긴 단열상자체로 구성되고, 저면의 네 모서리에 마련된 다리(11)에 의해 지지되고 있다. 저장고 본체(10)의 내부는 뒷쪽이 지지되 는 단열성의 파티션 월(12)(partition wall)에 의해 내부가 좌우로 나뉘며, 왼쪽의 상대적으로 좁은 쪽이 제1의 저장실에 해당하는 냉동실(13F), 오른쪽의 넓은 쪽이 제2의 저장실에 해당하는 냉장실(13R)로 되어 있다. 한편, 도시는 하지 않지만 냉동실(13F), 냉장실(13R)의 전면(前面)의 개구에는 회동식의 단열 도어가 개폐 가능하게 장착되어 있다.

저장고 본체(10)의 정면에서 본 좌측부에는 기계실(14)이 마련되어 있다. 기계실(14) 내부의 상부의 안쪽에는 냉동실(13F)과 연통된 단열성의 냉동실(13F)용의 증발기실(15)이 돌출되어 형성되고, 여기에 덕트(15A)와 증발기 팬(15B)이 마련되어 있음과 함께, 그 하방에는 압축기 유닛(16)이 출납 가능하게 수납되어 있다. 또한, 파티션 월(12)의 냉장실(13R) 측의 면에는 덕트(17)를 마련함으로써 냉장실(13R)용의 증발기실(18)이 형성되고, 여기에 증발기 팬(18A)이 마련되어 있다.

상기 압축기 유닛(16)은 도시하지 않는 모터에 의해 정속으로 구동되어 냉매를 압축하는 압축기(20)와, 그 압축기(20)의 냉매 토출 측에 접속한 응축기(21)를 베이스(19)상에 마련하여 기계실(14) 내부로부터 출납 가능하게 구성한 것이며, 아울러 응축기(21)를 공냉(空冷)하기 위한 응축기 팬(22)(도 2에만 도시)도 탑재되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 응축기(21)의 출구 측은 드라이어(23)를 통하여 밸브 장치인 삼방 밸브(24)의 입구(24A)에 접속되어 있다. 삼방 밸브(24)는 1개의 입구(24A)와 2개의 출구(24B, 24C)를 가지고, 각 출구(24B, 24C)는 제1 및 제2의 냉매 공급로(25F, 25R)로 연결된다. 이 삼방 밸브(24)는 입구(24A)를 제1 및 제2의 냉매 공급로(25F, 25R) 중 어느 일방에 선택적으로 연통시키는 유로 절환 동작이 가능하다.

제1의 냉매 공급로(25F)에는 쓰로틀 장치에 해당하는 냉동실 측의 모세관(26F)과, 냉동실(13F) 측의 증발기실(15) 내부에 수용된 냉동실용 증발기(제1의 증발기)(27F)가 마련되어 있다. 또한, 제2의 냉매 공급로(25R)에는 역시 쓰로틀 장치인 냉장실 측의 모세관(26R)과, 냉장실(13R) 측의 증발기실(18) 내부에 수용된 냉장실용 증발기(제2의 증발기)(27R)가 마련되어 있다. 양 냉각기(27F, 27R)의 냉매 출구는 어큐뮬레이터(accumulator)(28F), 역류 방지 밸브(29) 및 어큐뮬레이터(28R)를 순서대로 연결하여 공통 접속함과 함께, 그 역류 방지 밸브(29)의 하류 측에서 분기하여 압축기(20)의 흡입 측에 연결된 냉매 환류로(31)가 마련되어 있다. 이상의 압축기(20)의 토출 측으로부터 흡입 측으로 돌아오는 냉매의 순환로는 1대의 압축기(20)에 의해 2개의 증발기(27F, 27R)에 냉매를 공급하는 주지의 냉동 사이클(40)을 구성하고 있으며, 삼방 밸브(24)에 의해 액체 냉매의 공급처를 변경할 수 있게 되어 있다.

한편, 상기 압축기(20) 및 삼방 밸브(24)는 CPU를 내장한 냉동 사이클 제어 회로(50)에 의해 제어된다. 이 냉동 사이클 제어 회로(50)에는 냉동실(13F) 내부의 공기 온도를 검출하는 제1의 온도 센서에 해당하는 온도 센서(51F) 및 냉장실(13R) 내부의 공기 온도를 검출하는 제2의 온도 센서에 해당하는 온도 센서(51R)로부터의 신호가 제공된다. 한편, 목표 온도 설정기(55)가 마련되어 있어 사용자는 여기에 냉동실(13F) 및 냉장실(R)의 목표 온도를 설정할 수 있고, 그 설정 조작에 따라 각 저장실(13F, 13R)의 목표 온도 TFa, TRa와 함께, 상한 설정 온도 TF(ON), TR(ON) 및 하한 설정 온도 TF(OFF), TR(OFF)가 결정되고, 이것들에 따른 신호가 냉동 사이클 제어 회로(50)에 제공된다.

냉동 사이클 제어 회로(50)에서는, 온도 센서(51F)의 검지 온도 TF가 냉동실(13F)의 상한 설정 온도 TF(ON)보다 높거나, 또는 온도 센서(51R)의 검지 온도 TR이 냉장실(13R)의 상한 설정 온도 TR(ON)보다 높은 경우에는 압축기(20)를 기동하여 냉각 운전을 개시함과 함께, 이들 검지 온도 TF, TR이 모두 냉동실(13F) 및 냉장실(13R) 각각의 하한 설정 온도 TF(OFF), TR(OFF)를 하회하면 압축기(20)의 운전이 정지된다.

또한, 냉동 사이클 제어 회로(50)에는, 목표 온도 설정기(55)에 설정된 냉동실(13F)의 목표 온도 TFa와 온도 센서(51F)에 의해 검출된 냉동실(13F)의 실제의 저장고 내부 온도 TF와의 차이(TF-TFa)인 F실 온도 편차 ΔTF를 산출함과 함께, 목표 온도 설정기(55)에 설정된 냉장실(13R)의 목표 온도 TRa와 온도 센서(51R)에 의해 검출된 냉장실(13R)의 실제의 저장고 내부 온도 TR과의 차이(TR-TRa)인 R실 온도 편차 ΔTR을 산출하는 장치 온도 편차 산출 장치(56)가 마련되어 있다. 또한, 산출된 각 온도 편차 ΔTF, ΔTR에 대하여 이것들의 차분(差分)(ΔTR-ΔTF)인 ‘실간 온도 편차’를 산출하고, 이 ‘실간 온도 편차’를 소정 시간(예를 들어 5분간)만큼 적산하는 장치 실간 온도 편차 적산 장치(57)도 함께 마련되어 있다. 그리고, 이 장치 실간 온도 편차 적산 장치(57)가 적산한 값에 따라 밸브 제어 장치(58)가 상기 삼방 밸브(24)에 있어서의 제1 및 제2의 각 냉매 공급로(25F, 25R)의 개방 비율을 제어하게 되어 있다. 구체적으로, 상기 양 냉매 공급로(25F, 25R)의 개방 비율은 초기값으로서 R(제2의 냉매 공급로(25R)):F(제1의 냉매 공급로(25F))의 비율을 3:7이 되게 제어하게 되어 있으며, 즉 냉장실(13R)이 냉각되는 시간 비율(R실 냉각 시간 비율)은 0.3이 되어 있고, 그 R실 냉각 시간 비율은 0.1 단위로 0.1 ~ 0.9의 범위에서 변경 가능하게 되어 있다. 한편, 상기의 장치 온도 편차 산출 장치(56), 장치 실간 온도 편차 적산 장치(57) 및 밸브 제어 장치(58)는 소정의 소프트웨어가 실행되는 CPU에 의해 구성되어 있고, 그 구체적인 제어 양태는 도 3 및 도 4의 플로우 차트에 나타내는 바와 같으며, 그것을 본 실시 형태의 작용과 함께 다음에 설명한다.

전원을 투입하여 목표 온도 설정기(55)로 각 목표 온도 TFa, TRa를 설정하면 압축기(20)가 기동되고, 먼저 도 3에 나타내는 ‘R실 F실 냉각 시간 제어’의 제어 플로우가 개시된다. 먼저, 적산값 B를 초기화하고(단계 S11), 그 시점에서 R실 센서(51R)로부터 제공되는 R실(냉장실(13R))의 실제의 저장고 내부 온도 TR과 R실의 목표 온도 TR과의 편차(R실 온도 편차) ΔTR을 산출하고(단계 S12), 이어서 역시 그 시점에서 F실 센서(51F)로부터 제공되는 F실(냉동실(13F))의 실제의 저장고 내부 온도 TF와 F실의 목표 온도 TF와의 편차(F실 온도 편차) ΔTF를 산출한다(단계 S13). 그리고, 여기서 구한 각 저장실(13F, 13R)의 온도 편차 ΔTF, ΔTR의 저장실(13F, 13R)마다의 차이인 ‘실간 온도 편차’(ΔTR-ΔTF)를 산출하고, 이것을 적산값 B로 하여 적산하고(단계 S14), 단계 S15에서 소정 시간으로 정한 1 사이클이 종료되었는지 아닌지를 판정하고, 종료되어 있지 않으면 종료될 때까지 단계 S12 내지 S14을 반복하여 1 사이클 분량의 적산값 B를 산출한다.

이어서, 단계 S15에서 산출된 적산값 B를 2개의 상한 기준값 L_UP, 하한 기준값 L_DOWN과 비교하여(단계 S16), 적산값 B가 상한 기준값 L_UP보다 크면 R실 온도 편차 ΔTR의 적산값이 상당히 큼을 의미하므로 R실 냉각 시간 비율 RR을 초기값인 0.3에서 1단계 (0.1)만큼 크게 하고(단계 S17), 적산값 B가 하한 기준값 L_DOWN보다 작으면 R실 온도 편차 ΔTR의 적산값은 작고 반대로 F실 온도 편차 ΔTF가 상당히 큼을 의미하므로 R실 냉각 시간 비율 RR을 초기값인 0.3에서 1단계 (0.1)만큼 작게 하고(단계 S18), 적산값 B를 초기화하여(단계 S19) 단계 S12로 돌아간다. 한편, 적산값 B가 상기의 상한 기준값 L_UP 및 하한 기준값 L_DOWN의 사이에 있는 경우에는 R실 냉각 시간 비율 RR을 변경하지 않고 단계 S12로 돌아간다.

이상과 같이 하여 적산값 B가 결정되면 이어서 도 4에 나타내는 ‘R실 F실 절환 냉각 제어’의 제어 플로우가 실행된다. 여기에서는 먼저 사이클 경과 시간 타이머의 값 ts를 리셋하고(단계 S21), 먼저 삼방 밸브(24)를 냉장실(13R) 측(제2의 냉매 유로(25R) 측)을 열도록 절환하고(단계 S22), R실 냉각 시간이 종료되었는지 아닌지를 판단하고(단계 S23), 그 시간이 종료될 때까지 단계 S22 및 S23를 반복하여 냉장실(13R)의 냉각이 실행된다. 한편, R실 냉각 시간은 소정 주기 To(예를 들어 5분)에 전술한 R실 냉각 시간 비율 RR을 곱함으로써 산출된다.

그리고, 사이클 경과 시간 타이머의 값 ts가 주기 To에 R실 냉각 시간 비율 RR을 곱한 값(To X RR) 이상이 되면, 이번에는 삼방 밸브(24)가 냉동실(13F) 측(제1의 냉매 유로(25F) 측)을 열도록 절환되고(단계 S24), 주기 To가 경과할 때까지 단계 S24 및 S25를 반복하여 냉동실(13F)의 냉각이 실행되고, 주기 To가 경과하면 단계 S21으로 돌아가 전술한 사이클이 반복된다. 이 결과, 예를 들어 5분의 1주기 To가 경과하는 동안 냉장실(13R)과 냉동실(13F)이 교대로 냉각되게 되고, 그것들의 냉각 시간의 비율은 R실 냉각 시간 비율 RR에 의해 결정되게 된다.

이와 같은 냉동실(13F)과 냉장실(13R)이 교대로 냉각되는 교대 냉각 모드는 쌍방의 저장실(13F, 13R)이 모두 하한 설정 온도 TF(OFF), TR(OFF)를 하회할 때까지 실행된다(풀다운 운전). 그 결과, 각 저장실(13F, 13R)이 모두 설정 온도 가까이 냉각되면 통상의 컨트롤 운전이 되고, 그 후에는 어느 한쪽의 저장실(13F, 13R)의 저장고 내부의 검지 온도 TF, TR이 그것들의 상한 설정 온도 TF(ON), 상한 설정 온도 TR(ON)보다 높아지면 압축기(20)의 운전이 재개되어 그 저장실의 냉각 모드로 이행하게 된다. 또한, 예를 들어 냉장실(13R)의 냉각을 행하는 냉장실 냉각 모드에 있을 때에, 아울러 냉동실(13F)의 검지 온도 TF가 상한 설정 온도 TR(ON)을 상회하면 양 저장실(13F, 13R)이 교대로 냉각되는 교대 냉각 모드로 이행한다.

여기서, 만일 냉장실(13R) 및 냉동실(13F)로의 냉매 공급 시간의 비율을 결정할 때에 단순히 각 저장실(13F, 13R)의 목표 온도와 실제의 저장고 내부 온도와의 편차 ΔTF, ΔTR을 감시하고, 그것들의 편차 ΔTF, ΔTR가 커진 쪽의 저장실을 보다 긴 시간 냉각하게 제어하면, 예를 들어 저장실 문이 개방되어 저장실 내부로 외기가 유입됨으로써 저장고 내부 온도가 일시적으로 상승하면 즉시 그 저장실로의 냉매 공급이 증대되게 되므로, 문이 닫혀 저장고 내부 온도가 되돌아가는 경향이 있음에도 불구하고 냉각이 진행되어 그 저장실을 과잉하게 냉각해 버릴 것이 우려 된다. 이에 대하여, 본 실시 형태에 따르면, 그것들의 편차 ΔTF, ΔTR의 차이를 취하고, 또한 그것들을 적산하여 얻어지는 적산값 B에 근거하여 제어하므로, 저장고 내부 온도가 일시적으로 상승해도 온도 편차의 적산값 B는 급변하지 않아서 불필요하게 냉각 비율이 변경되지 않아 냉각 제어가 안정된다.

<실시 형태 2>

상술한 실시 형태 1에서는, 목표 온도 설정기(55)는 시간적으로 변화하지 않는 일정한 하한 설정 온도 TF(OFF), TR(0FF)에 해당하는 신호를 출력하고, 각 저장실(13F, 13R)의 저장고 내부 온도를 실온 온도대에서 각 설정 온도 가까이 냉각하는 풀다운 운전에서도, 그 후에 저장고 내부 온도를 설정 온도로 유지하는 컨트롤 운전에서도, 그 일정한 설정 온도를 목표로 제어되게 하였으나, 이 실시 형태 2에서는 목표 온도 설정기는 시간의 경과와 함께 다른 목표 온도를 순차적으로 출력하는 구성이다.

즉, 냉동실(13F) 및 냉장실(13R)의 각 목표 온도는 그 경시적인 변화 양태(즉 시간 t와 함께 목표 온도를 변화시키는 형태)로서 제공되고 있고, 그 목표 온도의 변화 양태로서는 식품 등의 저장물을 사용자에 의해 설정된 설정 온도로 냉각하는 컨트롤 운전 시에 있어서의 목표 온도의 변화 양태와, 예를 들어 이 냉동 냉장고를 설치하여 처음으로 전원을 투입했을 때와 같이 컨트롤 운전 시의 설정 온도보다 상당히 높은 온도에서 컨트롤 운전 시의 온도역까지 냉각하는, 소위 풀다운 냉각 운전 시에 있어서의 목표 온도의 변화 양태의 2 종류가 있으며, 어느 변화 양태도 냉동실(13F) 및 냉장실(13R)마다 시간 t를 변수로 한 함수에 의해 나타내어 두고, 그 함수를 예를 들어 EPROM 등에 의해 구성한 기억 장치에 기억시켜 두고, 이 기억 장치에 기억된 함수를 CPU 등에 의해 판독하여 시간의 경과에 맞추어 목표 온도를 산출하는 구성으로 할 수 있다. 이 실시 형태 2에서 그 밖의 구성은 실시 형태 1과 완전히 동일하다.

이 실시 형태 2와 같이, 목표 온도 설정기가 시간의 경과와 함께 다른 목표 온도를 순차적으로 출력하는 구성으로 하면, 예를 들어 도 5에 점선으로 나타내는 바와 같이 냉각해야 하는 온도의 목표 커브 R, F를 그릴 수 있다. 이와 같이 2개의 목표 커브 하에서 양 저장실(13F, 13R)을 교대로 냉각하면, 냉장실(13R)의 저장고 내부 온도와 냉동실(13F)의 저장고 내부 온도는 동 도면의 실선 R, F로 나타내는 바와 같이 변화한다. 동 도면은 냉동 사이클(40)의 냉동 능력이 양 저장실(13F, 13R)을 동시에 목표 커브와 같이 풀다운 냉각하기에는 부족한 예를 나타내고 있으며, 도 6은 반대로 냉각 능력이 과잉한 경우를 나타내고 있다. 그러나, 어느 경우에도 이와 같은 능력 부족 또는 과잉이 있어도 일방의 저장실만 과잉 냉각되거나 냉각 부족이 되거나 하지 않아 양 저장실(13F, 13R)을 균형있게 냉각할 수 있다.

<실시 형태 3>

상기 실시 형태 1 및 2에서는 압축기(20)는 정속형인 것을 사용하는 예를 나타내었으나, 그 압축기(20)를 인버터 모터에 의해 구동되는 가변속형인 것을 사용하고, 이에 의해 냉동 사이클(40)의 능력을 조절할 수 있게 해도 된다. 그 실시 형태를 실시 형태 3으로서 도 7 내지 도 10을 참조하면서 설명한다.

이 실시 형태에서는, 압축기(20)가 인버터 모터에 의해 구동되게 되어 있는 점이 상기 각 실시 형태 1 및 2와 상이하다. 압축기(20)의 인버터 모터의 회전수는 예를 들어 인버터를 구비하여 가변 주파수의 교류를 출력하는 회전수 제어 장치(60)에 의해 제어되고, 그 회전수 제어 장치(60)에는 온도 편차 누적값 산출 장치(70)로부터의 신호가 제공된다. 또한, 실시 형태 2와 마찬가지로 목표 온도 설정기(80)는 시간의 경과와 함께 다른 목표 온도를 순차적으로 출력하는 구성이며, 그 밖의 점은 실시 형태 1과 동일하므로 동일 부분에 동일 부호를 부여하고 있다.

한편, 본 실시 형태 3의 목표 온도 설정기(80)에 있어서는 상술한 바와 같이, 냉동실(13F) 및 냉장실(13R)의 각 목표 온도는 그 경시적인 변화 양태(즉 시간 t와 함께 목표 온도를 변화시키는 형태)로서 제공되고 있으며, 그 목표 온도의 변화 양태로서는 식품 등의 저장물을 사용자에 의해 설정된 설정 온도로 냉각하는 컨트롤 운전 시에 있어서의 목표 온도의 변화 양태와, 예를 들어 이 냉동 냉장고를 설치하여 처음으로 전원을 투입했을 때와 같이 컨트롤 운전 시의 설정 온도보다 상당히 높은 온도에서 컨트롤 운전 시의 온도역까지 냉각하는, 소위 풀다운 냉각 운전 시에 있어서의 목표 온도의 변화 양태의 2 종류가 있으며, 어느 변화 양태도 냉동실(13F) 및 냉장실(13R)마다 시간 t를 변수로 한 함수에 의해 나타내어 두고, 그 함수가 예를 들어 EPROM 등에 의해 구성한 기억 장치에 기억되어 있다. 예를 들어 풀다운 냉각 운전 시의 냉동고(13F) 및 냉장고(13R)의 각 목표 온도 TFa, TRa의 변화 양태를 나타내는 함수 TFa=fF(t), TRa=fR(t)로서는 도 8에 나타낸 그래프로 나타내는 것을 예시할 수 있다.

목표 온도 설정기(80)로부터의 2개의 목표 온도 TFa, TRa는 각 온도 센 서(51F, 51R)로부터 얻어지는 2개의 저장고 내부 온도 TF, TR과 함께 장치 온도 편차 산출 장치(56)에 제공되고, 여기서 각각의 온도 편차 ΔTF=(TF-TFa) 및 ΔTR=(TR-TRa)가 산출된다. 그리고, 각 온도 편차 ΔTF, ΔTR의 값은 다음 단의 장치 실간 온도 편차 적산 장치(57) 및 온도 편차 누적값 산출 장치(70)에 제공된다. 장치 실간 온도 편차 적산 장치(57)에 있어서의 제어는 상기 실시 형태 1과 마찬가지이며, 적산값 B에 근거하여 삼방 밸브(24)가 제어됨으로써 냉장실(13R)과 냉동실(13F)이 교대로 냉각되고, 그것들의 냉각 시간의 비율은 R실 냉각 시간 비율 RR에 의해 결정되게 된다.

한편, 온도 편차 누적값 산출 장치(70)에서는 다음과 같은 제어가 행해져 압축기(20)를 구동하는 인버터 모터의 회전수가 결정된다.

즉, 예를 들어 2분 ~ 10분간(이 실시 형태에서는 5분간), 양 편차 ΔTR, ΔTF의 쌍방을 합산하여 적산하고, 그 값을 회전수 제어 장치(60)에 제공한다. 회전수 제어 장치(60)에서는 그 편차의 누적값 A를 소정의 기준값(하한값 및 상한값)과 비교하고, 누적값 A가 상한값 L_UP보다 클 때에는 인버터 모터의 회전수를 상승시키고, 누적값 A가 하한값 L_DOWN보다 작을 때에는 인버터 모터의 회전수를 하강시킨다. 한편, 상술한 온도 편차 누적값 산출 장치(70) 및 회전수 제어 장치(60)는 소정의 소프트웨어가 실행되는 CPU에 의해 구성되며, 그 소프트웨어의 처리 순서를 나타내면 도 9와 같이 된다.

도 9를 참조하면서 그 소프트웨어적인 구성을 설명한다. CPU에 의해 압축기 회전 제어 개시 루틴이 개시되면(단계 S31), 먼저 누적값 A를 예를 들어 0으로 초기화한다(단계 S32). 이어서, 목표 온도 설정기(80)에서 기억 장치(81)로부터 소정의 함수를 판독하고, 그 함수에 변수 t(본 루틴의 개시부터의 경과 시간)를 대입함으로써 냉장실(13R) 및 냉동실(13F)의 각 목표 온도 TRa, TFa를 각각 산출함과 함께(단계 S33 및 S34), 이들 목표 온도 TRa, TFa와 실제의 저장고 내부 온도 TR, TF와의 편차 A를 산출하여 이것을 누적한다(장치 온도 편차 산출 장치(56) 및 온도 편차 누적값 산출 장치(70)의 기능: 단계 S35). 그리고, 단계 S36에서 누적값 A를 상한값 L_UP 및 하한값 L_DOWN과 비교하여 인버터 모터의 회전수를 증감시키는 것이다(회전수 제어 장치(60)의 기능: 단계 S36 내지 S38).

이와 같은 본 실시 형태 3에 따르면, 예를 들어 풀다운 냉각 운전 시에 있어서의 냉장실(13R) 및 냉동실(13F)의 각 목표 온도 TFa, TRa의 시간적 변화 양태가 도 10의 일점쇄선으로 나타내는 바와 같이 설정되었다고 하고, 실선과 같이 냉장실(13R) 및 냉동실(13F)의 실제의 저장고 내부 온도 TF, TR이 변화했다고 하면, 예를 들어 냉장실(13R) 측에서는 냉각 운전의 개시 당초에는 목표 온도 TRa에 비하여 저장고 내부 온도 TR이 더욱 낮아지게 냉각되고, 냉동실(13F) 측에서는 저장고 내부 온도 TF가 목표 온도 TFa와 거의 동등해지게 냉각되고 있으므로, 종합적인 온도 편차는 마이너스가 되고 누적값 A도 마이너스가 된다. 여기서, 적산값 A의 그래프가 톱니상 파형이 되는 것은 누적값 A가 소정 시간마다 초기화되고 있기 때문이다(도 9 단계 S32 및 S39). 그리고, 누적값 A가 마이너스가 되어 하한값 L_DOWN을 하회하므로 당초에는 인버터 주파수가 서서히 저하되고, 그 결과 압축기(20)의 회전수가 단계적으로 저하되어 냉각 능력이 억제되므로 저장고 내부 온도는 목표 온도의 저하 정도에 가까워진다.

냉각 능력이 저하된 결과 저장고 내부 온도가 목표 온도를 상회하게 되면, 냉동실(13F) 및 냉장실(13R)의 각 온도 편차 및 그 누적값 A는 플러스로 추이되고, 종합의 누적값 A가 상한값 L_UP을 상회했을 때에 압축기 회전수가 상승되어 냉각 능력이 높아져 다시 저장고 내부 온도는 목표 온도의 저하 정도에 가까워지게 된다. 이하, 이와 같은 제어가 반복됨으로써 저장고 내부 온도는 설정된 목표 온도의 시간적 변화 양태에 따라 저하되어 가게 된다.

그리고, 상술한 바와 같은 풀다운 냉각 운전 시의 도중에 예를 들어 저장고 본체(10)의 단열 도어(15)가 일시적으로 개방되어 외기가 유입됨으로써 저장고 내부 온도가 일시적으로 상승해도 그 온도 상승은 단열 도어(15)가 닫힘으로써 급속히 복원되어 가기 때문에, 온도 편차의 누적값 A로서 관찰하고 있는 한 그 누적값 A의 급변은 없다. 따라서, 컨트롤러(50)가 과민하게 반응하여 압축기(20)의 회전수를 급속히 높이거나 하지 않아 제어가 안정되고, 나아가서는 전력 절약에 기여한다.

한편, 이상의 설명에서는 풀다운 냉각 운전 시에 대하여 기술하였으나, 식품 등의 저장물을 사용자에 의해 설정된 설정 온도로 냉각하는 컨트롤 운전 시에도 설정 온도를 사이에 두고 상하로 상한값 및 하한값을 결정하고, 상한값에서 하한값을 향하여 저장고 내부 온도를 시간적으로 어떻게 변화시켜야 하는지를 나타내는 목표 온도의 변화 양태가 함수화되어 기억 장치에 기억되고, 풀다운 냉각 운전과 마찬가지로 하여 압축기의 회전수가 제어된다. 따라서, 컨트롤 운전 시에도 단열 도 어(15)의 개폐 등에 의한 일시적인 저장고 내부 온도의 급변에 대해서는 과민하게 반응하지 않아 전력 절약을 달성할 수 있다. 또한, 기억되어 있는 목표 온도의 변화 양태에 따르도록 압축기(20)를 제어하는 것이므로, 압축기(20)의 운전 정지 시간을 적절히 그리고 확실하게 취할 수 있고, 각 냉각기(27F, 27R)에서 일종의 서리 제거 기능을 발휘시켜 대량으로 서리가 끼는 것을 방지할 수 있다.

또한, 업무용 냉장고에서는 상술한 풀다운 냉각 운전이 필요해지는 사태는 냉장고의 초기 설치 시로 한정되지 않으며, 전원을 끄고 수시간 경과한 후의 재운전, 다량의 식재를 반입할 때의 장시간의 도어 개방, 조리 직후의 고온 식재를 다량으로 투입한 경우 등에도 필요해져, 그 냉각 특성은 매우 중요하다. 이 점에 착안하여 본 실시 형태에서는, 풀다운 냉각 운전 시의 냉각 특성을 단순한 온도의 최종 목표값으로서 제공하는 것이 아니라, 목표 온도의 경시적인 변화 양태로서 제공하게 하고 있으므로, 서로 다른 사양의 단열 저장고에 대하여 공통의 냉동 유닛을 사용하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시 형태에서는, 목표 온도를 경시적인 변화 양태로서 제공함에 있어서 소정 시간마다의 목표 온도로서 제공하게 하고 있기 때문에, 예를 들어 소정 시간마다의 온도의 변화율로서 제공하는 경우에 비하여, 1대의 압축기(20)로부터의 냉매를 2개의 냉각기(27F, 27R)로 교대로 공급하여 2실을 냉각하는 타입의 냉각 저장고에 적합하다는 장점이 있다. 즉, 만일 소정 시간마다의 온도의 변화율로서 냉각 목표를 제공하고, 그 변화율에 가까워지게 압축기(20)의 회전수를 제어하는 구성으로 한 경우에는, 교대로 냉각하는 타입에서는 일방이 냉각되는 동안에 예 를 들어 타방의 저장실 문이 일시적으로 개방되어 저장고 내부 온도가 상승했을 때, 문이 닫혀 그 저장실의 냉각 차례가 되면 즉시 저장고 내부 온도가 저하되기 때문에 냉각 운전이 목표로 하는 변화율은 달성된다. 이 때문에, 실제로는 저장고 내부 온도가 조금 상승되어 있음에도 불구하고 압축기(20)의 회전수가 저하되는 사태가 되며, 이와 같은 사태가 반복되면 저장고 내부 온도를 기대한 대로 저하시킬 수 없게 된다.

이에 대하여, 본 실시 형태에서는, 목표 온도의 경시적 변화 양태를 소정 시간마다 다른(서서히 낮아지는) 목표 온도로 제공하게 하고 있기 때문에, 일시적인 저장고 내부 온도의 상승이 있었을 경우에 그 시점에서 목표 온도에 도달할 수 없으면 압축기(20)의 회전수를 상승시켜 냉각 능력을 높일 수 있으므로 저장고 내부 온도를 설정대로 확실하게 저하시킬 수 있다.

<실시 형태 4>

이상과 같이, 상기 각 실시 형태에서는 어느 일방의 저장실에 큰 열적 부하가 수용되면 즉시 그 저장실로의 냉매 공급량이 증대되어 열적 부하가 큰 저장실의 냉각이 촉진된다. 이는, 타방의 저장실의 냉각 능력이 저하되는 것을 의미하므로, 그 저장실의 저장고 내부 온도가 상승할 것도 우려된다. 예를 들어, 냉동 저장고의 경우에, 냉장실에 큰 부하가 수용되어 냉장실의 냉각 시간 비율이 일방적으로 증대되면, 사용 조건 등에 따라서는 냉동실에 수용된 냉동 식품을 냉동 상태로 유지할 수 없게 될 가능성도 있다.

그래서, 본 실시 형태 4에서는, 밸브 제어 장치(58)는 일방의 저장실의 냉매 공급로의 개방 비율을 증대시키는 경우에는 타방의 저장실의 저장고 내부 온도가 그 설정 온도보다 소정값만큼 높은 온도 범위 내에 있을 것을 조건으로 하였다. 나아가, 그 경우, 소정값만큼 높은 온도 범위 내에 있는 상태가 소정 시간 계속되는 것을 조건으로 하여 보다 안정된 제어를 가능하게 하고 있다. 한편, 밸브 제어 장치(58) 이외에는 상기 실시 형태 3과 완전히 동일한 구성이다.

이어서, 도 11 내지 도 13을 참조하면서 본 실시 형태 4에 있어서의 밸브 제어 장치(58)의 특징적인 동작을 상세하게 설명한다.

장치 온도 편차 산출 장치(56), 장치 실간 온도 편차 적산 장치(57), 온도 편차 누적값 산출 장치(70) 및 회전수 제어 장치(60)는 상기 실시 형태 3과 마찬가지로 기능하고, 압축기(20)의 회전수 및 삼방 밸브(24)의 개폐 제어는 상술한 바와 같이 동작한다. 한편, 본 실시 형태 4에서는 도 11에 나타낸 ‘냉각 부하 판정 제어’도 개시된다(단계 S41). 이 ‘냉각 부하 판정 제어’가 개시되면, 먼저 단계 S42와 같이 ‘R실 F실 냉각 시간 제어’가 개시된다. 이는 도 4에 나타낸 처리이며, 이것이 도 11의 ‘냉각 부하 판정 제어’와 동시적으로 실행되고 있다.

이어서, 단계 S43로 이행하고 여기서 ‘R실 저장고 내부 온도 판정’의 처리가 실행되고, 냉장실(13R)의 저장고 내부 온도 TR이 그 설정 온도 TRa에 소정값(예를 들어 2℃)을 더한 온도 이상의 상태가 소정 시간(예를 들어 5분간) 계속되었는지 아닌지가 판단되고, 그 조건이 충족되지 않으면 다음 단계 S44로 이행한다. 또한, ‘F실 저장고 내부 온도 판정’의 처리가 실행되고, 냉동실(13F)의 저장고 내부 온도 TF가 그 설정 온도 TFa에 소정값(예를 들어 2℃)을 더한 온도 이상의 상태 가 소정 시간(예를 들어 5분간) 계속되었는지 아닌지가 판단되고, 그 조건이 충족되지 않으면 이전 단계인 S43로 돌아가 단계 S43 및 S44가 반복된다.

이와 같은 상태일 때, 예를 들어 냉장실(13R)에 비교적 큰 열적 부하(따뜻한 식품 등)가 수용되었다고 가정한다. 그러면, 냉장실(13R)의 저장고 내부 온도가 상승되고 그것이 비교적 긴 시간 계속되기 때문에, 설정 온도 TRa보다 2℃ 이상 높은 상태가 5분 이상 계속되었을 때 단계 S43에서 단계 S45로 이행하여 ‘F 온도 유지 냉각 시간 제어’가 개시된다. 이 내용은 도 12에 나타내는 바와 같으며, 먼저 삼방 밸브(24)가 냉동실(13F)용의 제1의 냉매 유로(25F)를 개방한 상태(F 회로 개방)가 될 때까지 대기하고(단계 S51), F 회로 개방이 되면 단계 S52로 이행하여 ‘R실 F실 냉각 시간 제어’(도 3 참조)의 1 사이클이 종료되었는지 아닌지의 판단을 위한 시간 계산을 개시하고, 그 1 사이클이 종료되면(단계 S53에서 ‘Y’), ‘F실 온도 판정’을 행한다(단계 S54). 이 ‘F실 온도 판정’은, 냉동실(13F)의 저장고 내부 온도 TF가 그 설정 온도 TRa에 소정값 α(예를 들어 저장고 내부 온도 TF의 평균값과 그 최고값과의 차분에 해당하는 온도)를 더한 온도에 대하여 큰 지 작은 지를 판단한다. TF>TFa+α이면 냉동실(13F)의 저장고 내부 온도가 지나치게 높아져 있어 냉동실(13F)로 향해진 냉각 능력이 부족하다고 판단할 수 있으므로 R 냉각 시간 비율을 1단계 낮춘다(단계 S55). 반대로, TF<TFa+α이면 냉동실(13F)의 저장고 내부 온도의 상승은 그다지 높지 않아 냉동실(13F)로 향해진 냉각 능력이 과잉하다고 판단할 수 있으므로 R 냉각 시간 비율을 1단계 높이고(단계 S56), 상기 이외(즉 TF=TFa+α)이면 R 냉각 시간 비율을 변경하지 않고 단계 S52로 되돌아가고 상술한 1 사이클마다의 ‘F실 온도 판정’을 반복한다. 이 결과, ‘F 온도 유지 냉각 시간 제어’하에서 냉동실(13F)의 온도 상승에 배려하면서 냉장실(13R)로의 냉각 능력의 중점 배분에 의해 냉장실(13R)이 냉각되어 가게 되므로, 냉장실(13R)의 저장고 내부 온도 TR 나아가서는 새로 투입된 식품이 냉장실(13R)의 설정 온도까지 냉각되게 된다. 따라서, 만일 냉장실(13R)에 온도가 높은 식품을 수용해도 그 냉각을 위하여 냉각 능력이 일방적으로 투입되는 것은 아니라, 냉동실(13F)의 저장고 내부 온도 TF가 TFa+α를 상회하지 않는 범위에서 집중적으로 냉각되게 되므로, 냉동실(13F)의 온도가 생각지도 않게 상승하여 냉동 식품이 해동되어 버리는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

그리고, 이와 같은 ‘F 온도 유지 냉각 시간 제어’가 실행되고 있는 동안, 동시적으로 ‘R실 저장고 내부 온도 복귀 판정’이 행해지므로(도 11 단계 S46), 냉장실(13R)의 저장고 내부 온도 TR이 그 설정 온도 TRa를 하회하게 되면 단계 S47으로 이행하여 최초의 ‘R실 F실 냉각 시간 제어’가 재개되게 된다.

또한, 반대로, 냉동실(13F)에 비교적 큰 열적 부하(따뜻한 식품 등)가 수용되었다고 가정하면, 냉동실(13F)의 저장고 내부 온도 TF가 상승하고, 그것이 비교적 긴 시간 계속되기 때문에, 설정 온도 TFa보다 2℃ 이상 높은 상태가 5분 이상 계속되었을 때에 단계 S44에서 단계 S48으로 이행하여 ‘R 온도 유지 냉각 시간 제어’가 개시된다. 이 내용은 도 13에 나타내는 바와 같으며, 전술한 ‘F 온도 유지 냉각 시간 제어’와 원리는 동일하다. 즉, 냉장실(13R)의 저장고 내부 온도 TR이, 그 설정 온도 TRa에 소정값 α(예를 들어 저장고 내부 온도 TR의 평균값과 그 최고값과의 차분에 해당하는 온도)를 더한 온도에 대하여 큰 지 작은 지를 판단하고, TR>TRa+α이면 냉장실(13R)의 저장고 내부 온도 TR이 지나치게 높아져 있어 냉장실(13R)로 향해진 냉각 능력이 부족하다고 판단할 수 있으므로 R 냉각 시간 비율을 1단계 높이고, 반대로 TR<TRa+α이면 냉장실(13R)의 저장고 내부 온도 상승이 그다지 크지 않아 냉장실(13R)로 향해진 냉각 능력이 과잉하다고 판단할 수 있으므로 R 냉각 시간 비율을 1단계 낮추는 것이다.

이 결과, 냉장실(13R)의 온도 상승에 배려하면서 냉동실(13F)로의 냉각 능력의 중점 배분에 의해 냉동실(13F)이 냉각되어 가게 된다. 따라서, 만일 냉동실(13F)에 온도가 높은 식품을 수용해도 그 냉각을 위하여 냉각 능력이 일방적으로 투입되는 것은 아니라, 냉장실(13R)의 저장고 내부 온도 TR이 TRa+α를 상회하지 않는 범위에서 집중적으로 냉각되게 되므로, 냉장실(13R)의 온도가 생각지도 않게 상승하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 기술 및 도면에 의하여 설명한 실시 형태로 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 다음과 같은 실시 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

(1) 상기 실시 형태에서는 냉동실과 냉장실을 구비한 냉각 저장고를 예시하여 설명하였지만 이것으로 한정되지 않으며, 냉장실과 해동실, 저장 온도가 서로 다른 냉장 2실 혹은 냉동 2실을 구비한 냉각 저장고에 적용해도 된다. 요컨대, 열적 부하가 서로 다른 저장실을 구비한 냉각 저장고에 있어서, 각 저장실에 구비한 증발기에 공통의 압축기로부터 냉매를 공급하게 한 것에 널리 적용할 수 있다.

(2) 상기 각 실시 형태에서는, 목표 온도와 저장고 내부 온도의 편차를 소정 시간마다 산출하여 적산하고, 그 적산값이 소정의 기준값을 넘은 경우에 즉시 압축기의 회전수를 높이도록 하였지만, 압축기의 회전수를 결정할 때에 또 다른 조건을 추가하여도 된다.

(3) 실시 형태 3에서는, 목표 온도 설정기(80)를 목표 온도의 경시적 변화 양태를 나타낸 함수를 기억 장치(81)에 기억시키고, 이 기억 장치(81)에 기억시킨 함수를 판독하여 시간의 경과에 맞추어 목표 온도를 산출하는 구성으로 하였지만 이것으로 한정되지 않으며, 예를 들어 도 14에 나타내는 바와 같이, 목표 온도의 경시적 변화 양태를 온도와 경과 시간을 대조시킨 참조 테이블을 미리 작성해 두고, 이 참조 테이블을 기억 장치(100)에 기억시켜 두고, 클럭 장치(102)로부터의 신호에 따라 테이블 판독 장치(101)에 의해 시간의 경과에 맞추어 그 기억 장치(100)의 목표 온도를 판독하는 구성으로 해도 된다.

Claims

압축기, 응축기, 밸브 장치, 제1 및 제2의 증발기 및 상기 각 증발기로 흘러들어가는 냉매를 쓰로틀(throttling)하기 위한 쓰로틀 장치를 구비하고, 상기 압축기로 압축하여 상기 응축기로 액화시킨 냉매를 상기 밸브 장치에 의해 상기 제1 및 제2의 증발기에 선택적으로 공급함으로써, 상기 제1 및 제2의 증발기에 의해 서로 열적 부하가 다른 제1 및 제2의 각 저장실을 냉각하게 한 냉각 저장고의 운전 방법으로서,

상기 제1 및 제2의 각 저장실에 설정된 목표 온도와 각 저장실에서 측정되는 실제의 저장고 내부 온도와의 편차를 소정 시간마다 산출하여 적산(積算)하고, 그 적산값에 근거하여 상기 밸브 장치를 제어함으로써 상기 제1 및 제2의 각 증발기로의 냉매 공급 시간의 비율을 변화시키는 냉각 저장고의 운전 방법.
다음의 A1 내지 A6의 구성을 구비한 냉동 사이클과,

(A1) 냉매를 압축하는 압축기

(A2) 이 압축기에 의해 압축된 냉매로부터 방열시키는 응축기

(A3) 입구가 상기 응축기 측에 접속됨과 함께 2개의 출구가 제1 및 제2의 냉매 공급로에 접속되고, 상기 입구 측을 상기 제1 및 제2의 냉매 공급로 중 어느 한쪽에 선택적으로 연통시키는 유로 절환 동작을 가능하게 한 밸브 장치

(A4) 상기 제1 및 제2의 냉매 공급로에 각각 마련된 제1 및 제2의 증발기

(A5) 상기 각 증발기로 흘러들어가는 냉매를 쓰로틀하기 위한 쓰로틀 장치

(A6) 상기 제1 및 제2의 증발기의 냉매 출구 측으로부터 상기 압축기의 냉매 흡입 측에 접속된 냉매 환류로

서로 열적 부하가 다르고 상기 제1 및 제2의 증발기에 의해 생성된 냉기에 의해 냉각되는 제1 및 제2의 각 저장실을 가지는 저장고 본체와,

상기 제1 및 제2의 각 저장실 내부의 목표 온도를 설정하기 위한 목표 온도 설정기와,

상기 각 저장실 내부의 저장고 내부 온도를 검출하는 제1 및 제2의 온도 센서와,

상기 목표 온도 설정기에 설정된 상기 각 저장실의 각 목표 온도와 상기 각 온도 센서에 의해 검출된 상기 각 저장실의 저장고 내부 온도와의 차이인 온도 편차를 상기 각 저장실마다 산출하는 장치 온도 편차 산출 장치와,

이 장치 온도 편차 산출 장치에 의해 산출된 상기 온도 편차에 관하여 상기 각 저장실마다의 차이인 실간 온도 편차를 산출하여 이것을 적산하는 장치 실간 온도 편차 적산 장치와,

이 장치 실간 온도 편차 적산 장치에 의해 적산된 적산값을 기준값과 비교하여 상기 밸브 장치에 있어서의 상기 제1 및 제2의 각 냉매 공급로의 개방 비율을 변화시키는 밸브 제어 장치를 구비하는 냉각 저장고.
다음의 A1 내지 A6의 구성을 구비한 냉동 사이클과,

(A1) 인버터 모터에 의해 구동되어 냉매를 압축하는 압축기

(A2) 이 압축기에 의해 압축된 냉매로부터 방열시키는 응축기

(A3) 입구가 상기 응축기 측에 접속됨과 함께 2개의 출구가 제1 및 제2의 냉매 공급로에 접속되고, 상기 입구 측을 상기 제1 및 제2의 냉매 공급로 중 어느 한쪽에 선택적으로 연통시키는 유로 절환 동작을 가능하게 한 밸브 장치

(A4) 상기 제1 및 제2의 냉매 공급로에 각각 마련된 제1 및 제2의 증발기

(A5) 상기 각 증발기로 흘러들어가는 냉매를 쓰로틀하기 위한 쓰로틀 장치

(A6) 상기 제1 및 제2의 증발기의 냉매 출구 측으로부터 상기 압축기의 냉매 흡입 측에 접속된 냉매 환류로

서로 열적 부하가 다르고 제1 및 제2의 증발기에 의해 생성된 냉기에 의해 냉각되는 제1 및 제2의 각 저장실을 가지는 저장고 본체와,

상기 제1 및 제2의 각 저장실 내부의 목표 온도를 설정하기 위한 목표 온도 설정기와,

상기 각 저장실 내부의 저장고 내부 온도를 검출하는 제1 및 제2의 온도 센서와,

상기 목표 온도 설정기에 설정된 상기 각 저장실의 각 목표 온도와 상기 각 온도 센서에 의해 검출된 상기 각 저장실의 저장고 내부 온도와의 차이인 온도 편차를 상기 각 저장실마다 산출하는 장치 온도 편차 산출 장치와,

이 장치 온도 편차 산출 장치에 의해 산출된 상기 온도 편차에 관하여 상기 각 저장실마다의 차이인 실간 온도 편차를 산출하여 이것을 적산하는 장치 실간 온 도 편차 적산 장치와,

이 장치 실간 온도 편차 적산 장치에 의해 적산된 적산값을 기준값과 비교하여 상기 밸브 장치에 있어서의 상기 제1 및 제2의 각 냉매 공급로의 개방 비율을 변화시키는 밸브 제어 장치와,

상기 장치 온도 편차 산출 장치에 의해 산출된 상기 온도 편차에 관하여 상기 각 저장실마다의 합의 누적값인 온도 편차 누적값을 산출하는 온도 편차 누적값 산출 장치와,

이 온도 편차 누적값 산출 장치에 의해 산출된 누적값을 기준값과 비교하여 상기 인버터 모터의 회전수를 변화시키는 회전수 제어 장치를 구비하는 냉각 저장고.
제2항에 있어서,

상기 밸브 제어 장치는, 일방의 저장실의 냉매 공급로의 개방 비율을 증대시키는 경우에는, 타방의 저장실의 저장고 내부 온도가 그 설정 온도보다 소정값만큼 높은 온도 범위 내에 있는 것을 조건으로 하는 냉각 저장고.
제3항에 있어서,

상기 밸브 제어 장치는, 일방의 저장실의 냉매 공급로의 개방 비율을 증대시키는 경우에는, 타방의 저장실의 저장고 내부 온도가 그 설정 온도보다 소정값만큼 높은 온도 범위 내에 있는 것을 조건으로 하는 냉각 저장고.
제4항에 있어서,

상기 밸브 제어 장치는, 일방의 저장실의 냉매 공급로의 개방 비율을 증대시키는 경우에는, 타방의 저장실의 저장고 내부 온도가 그 설정 온도에 대하여 소정 시간 계속하여 소정 범위 내에 있는 것을 조건으로 하는 냉각 저장고.
제5항에 있어서,

상기 밸브 제어 장치는, 일방의 저장실의 냉매 공급로의 개방 비율을 증대시키는 경우에는, 타방의 저장실의 저장고 내부 온도가 그 설정 온도에 대하여 소정 시간 계속하여 소정 범위 내에 있는 것을 조건으로 하는 냉각 저장고.
제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 목표 온도 설정기는, 시간의 경과와 함께 다른 목표 온도를 순차적으로 출력하는 구성인 냉각 저장고.
제8항에 있어서,

상기 목표 온도 설정기는, 목표 온도의 경시적 변화 양태를 나타낸 함수를 기억하는 기억 장치와, 이 기억 장치에 기억된 함수를 판독하여 시간의 경과에 맞추어 목표 온도를 산출하는 목표 온도 산출 장치를 구비하는 냉각 저장고.
제8항에 있어서,

상기 목표 온도 설정기는, 목표 온도의 경시적 변화 양태를 온도와 경과 시간을 대조시킨 참조 테이블로서 기억하는 기억 장치와, 시간의 경과에 맞추어 상기 기억 장치에 있어서의 목표 온도를 판독하는 테이블 판독 장치를 구비하는 냉각 저장고.