WO2006095571A1 - 冷却貯蔵庫 - Google Patents

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temperature
control
control device
internal temperature
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PCT/JP2006/303197
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Shinichi Kaga
Naoshi Kondo
Yoshiyasu Suzuki
Akihiko Hirano
Tadashi Sakai
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Hoshizaki Denki Kabushiki Kaisha
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Publication date
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    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present invention relates to a cooling storage, and more particularly to a cooling storage that has improved operational control during a controlled cooling operation.
  • inverter compressor speed number of rotations
  • the continuous on-time of the compressor is overwhelmingly long. In other words, the number of on / off switching operations is greatly reduced, and the operation is performed at a low rotation speed, so that high efficiency and energy saving are achieved.
  • the cooling capacity when the inverter compressor is operated at a low speed needs to be set so as to exceed the assumed standard heat load. This is because if the cooling capacity and power are not less than the assumed heat load, the inside temperature will stay in front of it in a thermal balance without dropping to the set temperature.
  • Patent Document 1 JP 2002-195719
  • the present inventors have already continued the cooling operation by performing an operation in which the inside of the refrigerator is always cooled at a predetermined cooling speed during the control cooling operation.
  • Technology that can prevent unexpected situations has been developed (for example, Japanese Patent Application No. 2003-359715). This is because the data showing the preference of the temperature drop and the mode of change over time (target cooling rate) is stored in advance, and the actual cooling rate is measured and compared with the above data when performing the control cooling operation. Is a configuration in which the cooling operation is performed so as to match.
  • the door of the cooling storage is opened (see time t0 in Fig. 15). Then, the inside air flows out, and along with this, the relatively high temperature outside air flows into the inside and the inside temperature rises rapidly.
  • the compressor is operated to start the cooling operation, and when the door is closed (see time tl), the internal temperature decreases.
  • the cooling rate when the stored items are not stored in the cabinet simply by opening the door seems to be abrupt compared to the target cooling rate because the thermal load is small (the target cooling rate is It is set so that it can be adequately cooled even when stored items are contained in it). Even if the door is opened again after closing the door, if the door is opened after the internal temperature is cooled close to the set temperature (see time t2), there should be no problem.
  • Cooling storage that can prevent the temperature inside the cabinet from gradually rising even when the door is frequently opened and closed while the rejection device is stopped appropriately to prevent frost from forming on the cooler
  • the purpose is to provide.
  • the present invention is based on the comparison between the internal temperature measured by the internal temperature sensor and a predetermined set temperature, and the cooling device for internal cooling is used.
  • a temperature range in which the cooling device is made variable and the control cooling operation is performed in a cooling storage unit that performs the controlled cooling operation to maintain the interior at a substantially set temperature by controlling the operation.
  • the control cooling operation characteristic indicating the temporal change mode of the target temperature drop is stored as data, and the internal temperature measured by the internal temperature sensor is read from the storage device.
  • a control operation control device that changes the capacity of the cooling device so as to descend according to the control cooling operation characteristics, and the internal temperature is equal to the set temperature. Characterized in place also provided with a high-temperature compensation controller to be higher than the cooling capacity based on control of the control operation controller the cooling capacity by the cooling device on condition that a high state over a predetermined temperature.
  • the cooling device further includes an inverter compressor capable of speed control, and the control operation control device is configured to reduce the internal temperature based on a signal from the internal temperature sensor every predetermined sampling time.
  • a temperature change calculation unit that calculates a degree, a target cooling rate output unit that outputs a target cooling rate at the internal temperature of the sampling time based on the control cooling operation characteristic stored in the storage device for each sampling time, and
  • a comparison unit that compares the actual cooling rate calculated by the temperature change calculation unit with the target cooling rate output from the target cooling rate output unit, and based on the comparison result of the comparison unit, When the cooling rate is lower than the target cooling rate, the cooling capacity is increased, and the actual cooling rate is the target cooling rate.
  • Ri in the case large can be constructed and a speed control unit that reduces the cooling capacity.
  • the actual cooling rate is calculated based on the detected internal temperature, while the data power of the control cooling operation characteristic is output as the target cooling rate at the internal temperature. If the actual cooling rate is lower than the target cooling rate, the inverter compressor is controlled to increase speed, and in the opposite case, the inverter compressor is controlled to decelerate or stop. Control cooling operation is performed accordingly.
  • the reset state is set, and after the internal temperature is cooled to the temperature range where the control cooling operation is performed, the set state is set.
  • An uncooled state storage device and when the uncooled state storage device is in the reset state, there may be provided invalidating means for invalidating control by the high temperature compensation control device.
  • the internal temperature is controlled cooling.
  • the temperature becomes higher than the operating temperature range.
  • the uncooled state storage device is reset, and the control by the high temperature compensation control device is invalidated by the invalidating means, so that the internal temperature is lowered with cooling operation characteristics that emphasize more rapidity. be able to.
  • the uncooled state storage device is set, so that the high temperature compensation control device is activated and the internal temperature rises abnormally. Can be surely prevented.
  • the high temperature compensation control device is configured to operate on the condition that the internal temperature has become higher than a set temperature by a predetermined temperature or more for a predetermined reference time, and the invalidation
  • the means can be configured to prevent the operation of the high temperature compensation control device by setting the reference time in the high temperature compensation control device longer. For this reason, for example, when the doors are frequently opened and closed immediately after the installation of the cooling storehouse and the cooling takes a long time, the inside temperature may be higher than the set temperature by a predetermined temperature or more. The force that will continue for more than the reference time, the high temperature compensation controller is activated and cooling is performed.
  • control cooling is performed from the storage device during the control cooling operation. Data related to operating characteristics is read, and this is compared with the degree of temperature drop actually measured by the temperature sensor inside the cabinet, and the temperature inside the cabinet drops according to the pre-stored change in temperature with time.
  • the cooling device is operated as described above. Control cooling By setting the operation characteristics so that it can be operated with high efficiency and reach the lower limit temperature in an appropriate time, energy-saving operation is possible, and the operation of the cooling device is stopped reliably and a large amount to the evaporator Frosting can be prevented.
  • a high temperature compensation control device is provided in the present invention, and the cooling capacity of the cooling device is controlled by the control operation control device on the condition that the inside temperature is higher than the set temperature by a predetermined temperature or more. Therefore, even if the doors are opened and closed frequently and the internal temperature tends to rise gradually, it is detected early and the internal temperature is set to the set temperature. It can be suppressed in the vicinity.
  • FIG. 1 is a perspective view of a refrigerator-freezer according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the control operation of the inverter compressor in the pull-down area.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the control cooling operation and the high temperature compensation controller.
  • FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the control cooling operation and high temperature compensation control device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the control cooling operation and high temperature compensation controller according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 13 shows the operation of the control cooling operation and high temperature compensation control device according to Embodiment 4 of the present invention. Flow chart showing the work
  • FIG. 14 is a flowchart showing the operation of the control cooling operation and high temperature compensation control device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • Cooling device 32 ⁇ Inverter compressor (compressor) 36 ⁇ Evaporator 45 ⁇ Control unit (control means) 46 ⁇ Internal temperature sensor (internal temperature sensor) 49 ⁇ Data storage unit (storage device) 50 ⁇ Inverter circuit TO... Set temperature TU... Upper limit temperature TL... Lower limit temperature Best mode for carrying out the invention
  • Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the refrigerator-freezer is a four-door type, and as shown in FIGS. 1 and 2, it has a main body 10 that has a heat insulating box with an open front, and the front opening is partitioned by a cross-shaped partition frame 11.
  • four entrances 12 are formed, and the interior space force of approximately 1Z4 corresponding to the entrance 12 in the upper right part when viewed from the front is partitioned by a heat insulating partition wall 13 to form a freezer compartment 16 and the rest
  • the 3Z4 area is the refrigerator compartment 15.
  • Each doorway 12 is fitted with a heat insulating door 17 so as to be swingable.
  • a machine room 20 is configured by, for example, a panel 19 (see FIG. 4) standing around.
  • a panel 19 (see FIG. 4) standing around.
  • rectangular openings 21 having the same size are formed corresponding to the ceiling wall of the refrigerator compartment 15 and the ceiling wall of the freezer compartment 16, respectively. Yes.
  • a cooling unit 30 is individually attached to each opening 21.
  • the cooling unit 30 has a force, which will be described later in detail.
  • a compressor 32, a condenser 33 with a condenser fan 33A, a dryer 34, a capillary tube 35 and a cooler 36 are provided.
  • the cooling device 31 is configured by circulatingly connecting the refrigerant through the refrigerant pipe 37.
  • a heat insulating unit base 38 that can be mounted by closing the opening 21 is provided.
  • the cooler 36 is attached to the lower surface side of the unit base 38, and the other constituent members are attached to the upper surface side.
  • a drain pan 22 that also serves as a cooling duct is stretched downward on the ceiling of the refrigerator compartment 15 and the freezer compartment 16 so as to A cooler chamber 23 is formed between them.
  • a suction port 24 is provided on the upper side of the drain pan 22, a cooling fan 25 is provided, and a discharge port 26 is formed on the lower side.
  • the refrigeration room is circulated in such a manner that the cold air generated by heat exchange while being drawn into the cooler 36 is blown from the discharge port 26 to the refrigerator room 15 (freezer room 16). 15 (Freezer 16) is cooled.
  • the cooling capacity of the cooling unit 30 is determined by the capacity of the compressor. For example, in a compressor having the same capacity, the refrigeration side having a lower evaporation temperature can cool only a smaller volume than the refrigeration side. Or if it is freezer compartment 16, if the volume is large, naturally large cooling capacity is required.
  • the required cooling capacity varies depending on the conditions such as refrigeration, freezing, or the size of the internal volume, so the compressor has the maximum capacity required and the number of rotations.
  • An inverter compressor 32 capable of controlling the above is used.
  • the same material is used for both cold storage and freezing by devising the cylindrical tube 35.
  • the exhaust tube 35 corresponds to a portion where the outlet force of the dryer 34 extends to the inlet of the cooler 36, and a spiral portion 35A is formed in the central portion to increase the length.
  • the full length force S2000 to 2500 mm of the capillary tube 35 is set.
  • the length of the refrigerant pipe 37 from the outlet of the cooler 36 to the suction port of the inverter compressor 32 is about 700 mm.
  • a capillary tube has a high flow rate characteristic for refrigeration and a low flow rate for refrigeration.
  • the capillary tube 35 has a flow characteristic intermediate between that for refrigeration and that for refrigeration.
  • the capillary tube suitable for refrigeration is the equilibrium temperature in the refrigerator when the cooling unit is operated at room temperature in combination with the heat insulating box (the cooling capacity of the cooling unit and the heat of the heat insulating box).
  • This is a cylindrical tube with a flow characteristic where the temperature (balanced with the load) is about 0 to -10 ° C.
  • a “cylinder tube suitable for freezing” refers to a tube having a flow rate characteristic that the equilibrium temperature in the cabinet is about 15 to 25 ° C. Therefore, when the cooling unit is operated under the same conditions, the capillary tube having a flow rate characteristic between refrigeration and refrigeration according to the present invention has, for example, an equilibrium temperature of ⁇ 10 to ⁇ 20. It has a flow rate characteristic of about ° C.
  • a heat exchange device is formed by connecting the refrigerant pipe 37 on the outlet side of the cooler 36 and the capillary tube 35, and, for example, increases general evaporation performance.
  • the heat exchanging device 40 is connected between the exhaust tube 35 and the refrigerant pipe 37.
  • the heat exchanger 40A is set in a predetermined area at the upstream end of the spiral 35A. The position of the heat exchanging portion 40A can be said to be close to the inlet side when viewed from the full length of the capillary tube 35.
  • the cylindrical tube 35 has a large differential pressure between the inlet and the outlet.
  • the flow resistance is the part where the liquid refrigerant begins to boil in the pipe (approximately the middle part of the total length). The pressure increases suddenly, and the pressure drops greatly downstream (outlet side).
  • the heat exchanging part of the cylindrical tube 35 was set at a position rather close to the outlet in the second half region of the entire length, and thus heat exchange was performed after the start of evaporation (boiling) in the tube. This is because the downstream tube 35 is cooled downstream from the heat exchange position. In order to prevent condensation or wrinkles, the heat exchange position should be as close as possible to the outlet side to minimize the length of the exposed part in the cooled state.
  • the heat exchanging part 40 A of the capillary tube 35 is set at a position close to the inlet, that is, held before the position where the liquid refrigerant starts to evaporate.
  • the boiling start point in the pipe can be shifted to the downstream side of the capillary tube 35 by performing a large amount of supercooling. This results in a reduction in the total resistance of the cylinder tube 35 and substantially increases the liquid refrigerant flow rate. This eliminates the problem of insufficient flow when the capillary tube 35 having intermediate flow characteristics is used in the refrigerated region.
  • the heat exchange section 40A on the side of the capillary tube 35 is placed at a position where the liquid refrigerant begins to evaporate. More preferably, it is provided at least in the first half area of the entire length before the 1Z 3 area (many liquid state! Area) on the inlet side.
  • the heat exchanging portion 40A of the capillary tube 35 is provided at a position close to the inlet, the long dimension portion after that is exposed in a cooled state. It is desirable to separate them as much as possible and encapsulate them with a heat insulating tube (not shown). This prevents condensation and wrinkles.
  • insufficient throttling in the refrigeration region when the capillary tube 35 has an intermediate flow rate characteristic can be dealt with by providing an accumulator 42 (liquid separator) immediately after the cooler 36. Yes.
  • Providing the accumulator 42 provides an adjustment volume for storing the liquid refrigerant in the cooling device 31.
  • the refrigerant pressure in the cooler 36 is lower (the refrigerant evaporating temperature is lower) than in the pull-down region (region close to room temperature! ) Since the density of the refrigerant gas is low, the amount of refrigerant circulated by the compressor 32 is small. As a result, the cooling liquid 31 has a surplus of liquid refrigerant. Since the surplus liquid refrigerant is stored in the accumulator 42, the liquid refrigerant can be substantially prevented from flowing into the cylindrical tube 35 and the like. In addition, the effect of narrowing the flow rate is obtained in the capillary tube 35. This freezes the tube 35 with intermediate flow characteristics. The problem of insufficient narrowing when used for an area is solved.
  • an accumulator 42 is provided immediately after the outlet of the cooler 36 to provide a narrowing effect.
  • the flow rate of the liquid refrigerant is reduced, that is, it is adapted to the refrigeration region with a low flow rate, and the heat exchanging part 40A in the capillary tube 35 is set on the side closer to the inlet to increase the total resistance in the pipe.
  • the flow rate of liquid refrigerant is increased, that is, it is adapted to the high flow pull-down area and refrigeration area!
  • the accumulator 42 When the accumulator 42 is provided, if the accumulator 42 is provided on the downstream side of the heat exchanging part 40B in the refrigerant pipe 37, the refrigerant may flow in the gas-liquid mixed state in the heat exchanging part 40B.
  • the liquid refrigerant evaporates. In other words, the evaporation of the liquid refrigerant that should be originally performed in the cooler 36 is performed as extra work in the heat exchanging unit 40B, which leads to a decrease in cooling capacity when viewed from the entire cooling device 31.
  • the accumulator 42 is provided immediately after the outlet of the cooler 36, that is, upstream of the heat exchanging part 40B in the refrigerant pipe 37, only the gas refrigerant flows through the heat exchanging part 40B, and therefore the heat exchanging part. Since no excessive evaporation occurs in 40B, the cooling capacity of the entire cooling device 31 can be secured.
  • the refrigerant is basically formed by holding the refrigerant on the high-pressure side and the low-pressure side.
  • the refrigerant Is in the condenser 33 and then in the cooler 36, and in the refrigeration region, the refrigerant is mostly in the cooler 36 and the accumulator 42, and conversely in the condenser 33 it is small. Therefore, in the refrigeration region, the refrigerant flows into the capillary tube 35 as a completely liquid flow, but in the refrigeration region, the flow rate itself is considerably reduced because it flows by gas-liquid mixing, and therefore approaches the inlet of the capillary tube 35. Even if it is supercooled by exchanging heat at a different position, it will not lead to an increase in flow rate.
  • the accumulator 42 can be used even in the refrigerated region (including the pull-down region). Force that is likely to cause a decrease in volume For reasons opposite to the above, in the refrigeration area (including the pull-down area), there is excess liquid refrigerant in the cooling device 3 1 where the amount of refrigerant circulated by the compressor 32 is large. Therefore, it is considered that there is almost no possibility that the flow rate will decrease because there is little room for accumulator 42.
  • the cooling unit 30 is structurally shared for refrigeration and freezing, while operation control is performed individually.
  • the temperature characteristics during pull-down cooling may vary greatly depending on conditions such as refrigeration and freezing, or the size of the internal volume of the refrigerator. Based on this recognition.
  • a heat insulating box In a cooling unit loaded with an inverter compressor, when pull-down cooling is performed under the same conditions where food is not put in a powerhouse, which is normally performed at the maximum allowable high-speed operation during pull-down cooling, a heat insulating box ( There is a clear difference in the temperature curve in the chamber when the chamber volume is large, intermediate, or small. The difference in the degree of temperature drop is due to the fact that if the temperature difference inside and outside the cabinet is the same, it is proportional to the surface area of the heat insulation box, and the larger the box, the greater the heat capacity of the inner wall material and the shelf network.
  • the temperature characteristics of pull-down cooling are regarded as important. For example, cooling from a high internal temperature of 20 ° C can be done by initial operation after installation, re-operation several hours after turning off the power for maintenance, opening the door for several minutes when food is carried in, or hot food In the case of power refrigerators, which are almost limited, the door temperature is frequently opened and closed to take in and out the food, and the ambient temperature is relatively high. Immediately after that, the temperature drop characteristic is fully considered as the restoring force.
  • the performance test at pull-down cooling is indispensable force.
  • the cooling rate largely depends on the heat insulation box. Therefore, for this performance test, the cooling unit and it are installed. It is necessary to carry out in a state where it is combined with a heat insulating box. Therefore, there is a problem that the complexity of the performance test cannot be eliminated even if the corner cooling unit is used in common.
  • a control unit 45 that includes a microcomputer or the like and executes a predetermined program is provided, and an electrical box 39 provided on the upper surface of the unit base 38 on which the cooling unit 30 is mounted is provided. It is stored in.
  • the control unit 45 functions as described later and functions as a control operation control device and a high temperature compensation control device.
  • an internal temperature sensor 46 for detecting the internal temperature is connected to the input side of the control unit 45, thereby forming an internal temperature sensor for measuring the internal temperature.
  • the control unit 45 is provided with a data storage unit 49 together with the clock signal generation unit 48.
  • the data storage unit 49 has a target temperature curve at the time of pull-down cooling, as shown in FIG.
  • the straight line xp of the linear function is selected and stored.
  • the target cooling rate temperature drop per unit time: ⁇ ⁇ becomes a constant value ⁇ regardless of the inside temperature.
  • An inverter compressor 32 is connected to the output side of the control unit 45 via an inverter circuit 50.
  • pull-down control is started when the internal temperature exceeds a preset temperature by a predetermined value or more, and the internal temperature is detected at every predetermined sampling time.
  • the actual cooling rate Sp is calculated based on the detected internal temperature, and this calculated value Sp is the target value Ap read from the data storage unit 49.
  • the rotational speed of the inverter compressor 32 is increased via the inverter circuit 50.
  • the rotational speed of the compressor 32 is increased. This is repeated every predetermined sampling time, and is cooled down by pulling down along the temperature curve (straight line xp).
  • both the refrigeration and the freezing are the forces at which the control cooling operation is performed to maintain the internal temperature in the vicinity of the preset set temperature.
  • the following advantages can be obtained. This is because when the control cooling operation is performed, if the speed (number of rotations) of the inverter compressor 32 is controlled to drop gradually in the vicinity of the set temperature, the temperature drop becomes extremely slow.
  • the on-time is overwhelmingly long, in other words, the number of on / off switching of the compressor 32 is greatly reduced, and it is operated at a low speed, leading to higher efficiency and energy saving. Garage.
  • the cooling capacity when the inverter compressor 32 is operated at a low speed needs to be set so as to exceed the assumed standard heat load. This is because if there is only a cooling capacity that does not satisfy the assumed heat load, the inside temperature will stay in front of it in a thermal balance without dropping to the set temperature.
  • the cooling unit 30 is shared, including the inverter compressor 32, as in this embodiment, among the heat insulation boxes of the other party to be installed, the one with the largest heat penetration amount is considered as the heat load. There is a need.
  • the inverter compressor 32 is turned on while the inverter compressor 32 is turned on. I'm not good at being continued. This is because, while the operation is continued, frost continues to adhere to the cooler 36 due to the intrusion air from the outside accompanying the opening and closing of the door 17 and the water vapor emitted from the food.
  • the inverter compressor 32 is turned off appropriately, the cooler 36 is heated to 0 ° C or higher and defrosted, so it is necessary for the refrigerator to have an appropriate off time! It is also preferable to maintain the heat exchanger capacity of the cooler 36.
  • a control means is provided that makes use of the advantage of using the inverter compressor 32 to realize energy saving, and in addition, ensures an off time. Be! /
  • the drive of the inverter compressor 32 is controlled so as to follow the change with time (temperature curve during cooling).
  • this temperature curve is set as a straight line xc having a gentler slope than the temperature curve (straight line xp) during pull-down cooling.
  • the internal cooling rate Ac of the cooling mode based on the temperature curve xc is smaller than the cooling rate Ap of the temperature curve xp and takes a value.
  • Data on the temperature curves xp and xc that determine these cooling modes are stored in a data storage unit 49 configured by a storage device such as EPROM, and when the control cooling operation program stored in the control unit 45 is executed. Used.
  • the control operation of the control cooling operation is basically the same as that during pull-down cooling.
  • the control cooling operation is performed.
  • the internal temperature is detected at every predetermined sampling time, and the actual cooling rate Sc is calculated based on the detected internal temperature.
  • This calculated value Sc is compared with the target value Ac (—constant) of the internal cooling rate in the temperature curve xc. If the calculated value Sc is less than or equal to the target value Ac, the rotation speed of the inverter compressor 32 is increased. On the contrary, if the calculated value Sc is larger than the target value Ac, the rotation speed of the compressor 32 is decreased, and this is repeated every predetermined sampling time, slowly along the temperature curve xc (straight line). And temperature drop.
  • the inverter compressor 32 can be used for energy-saving cooling, and the inverter compressor 32 can be properly stopped for an operation stop time.
  • the defrosting function can be demonstrated to prevent frost formation in large quantities.
  • the operation program Px (refrigeration storage) controls the drive of the inverter compressor 32 so as to follow the temperature characteristic X including the temperature curves xp, xc throughout the pull-down cooling power control cooling operation.
  • Program Px is provided on the refrigeration side.
  • the refrigeration side even if the basic control operation is the same, the set temperature in the refrigerator is different.
  • an operation program Py for controlling the drive of the inverter compressor 32 so as to follow the temperature characteristic Y in the figure is required.
  • each cooling unit 30 is provided with the electrical box 39 and is provided with a control unit 45, which stores both the refrigeration program Px and the refrigeration program Py with the ideal curve data of each of them. ing.
  • the present embodiment has the structure as described above, and the main body 10 made of a heat insulating box and the two common cooling units 30 are divided and carried into the installation site, and the refrigerator compartment 15 and the freezer compartment 16 are respectively attached to the ceiling openings 21.
  • the set temperature inside the refrigerator is input and attached to the cooling unit 30 attached to the refrigerator compartment 15 side by a switch (not shown) provided in the electrical box 39.
  • the refrigeration program Px is selected, while in the control unit 45 attached to the cooling unit 30 mounted on the freezer compartment 16 side, the refrigeration program Py is selected.
  • the refrigerator compartment 15 and the freezer compartment 16 are controlled to be cooled based on the individual operation programs Px and Py.
  • the control cooling operation will be described again with respect to the refrigerator compartment 15, for example, and the control shown in the flowchart of FIG. 10 is executed. That is, when the control cooling operation is performed by pull-down cooling ("Start"), the timer TM is first reset, and in steps S11 and S12, the vertical relationship between the internal temperature, the lower limit temperature TL, and the upper limit temperature TU is determined, When the temperature is lower than the lower limit temperature TL, the operation of the inverter compressor 32 is stopped (step S13). In other cases, the inverter compressor 32 is operated.
  • the actual internal cooling rate Sc is calculated based on the internal temperature detected at each sampling time and compared with the target value Ac, and the calculated value Sc is less than the target value Ac.
  • the inverter compressor 32 If it is below, the inverter compressor 32 is accelerated, and if it is the other way around, it is decelerated. By repeating this, the temperature slowly falls along a predetermined temperature curve (straight line xc). When the internal temperature falls to the lower limit temperature TL, the inverter compressor 32 is turned off, the internal temperature gradually starts to rise, and when the internal temperature returns to the upper limit temperature TU, the temperature control along the temperature curve xc is performed again. This is repeated and the inside of the cabinet is maintained at the set temperature TO.
  • the rotation speed set in the inverter compressor 32 is in the range of 30 rps to 76 rps in increments of 5 rps.
  • the set temperature is lower on the freezer compartment 16 side, and similar control cooling operation is executed.
  • the inverter compressor when the control cooling operation is executed as described above, for example, when the door is repeatedly opened and closed, the inverter compressor is simply compared with the target temperature curve xc as described above. If the rotational speed of 32 is determined, there is a concern that the internal temperature rises gradually away from the set temperature TO. If the door is opened and closed again after the door is closed and before the inside temperature is cooled to the set temperature, the inverter compressor 32 rotates due to a rapid drop in the inside temperature after the door is closed. This is because is switched to low speed.
  • Step S14 when the internal temperature exceeds the upper limit temperature TU, it is further determined whether or not the internal temperature exceeds the set temperature TO by 7K or more (Step S14), “If Yes, it is determined whether or not the timer TM has accumulated a predetermined reference time (for example, 15 minutes) (Step S15). Here, a state that is higher than the set temperature TO by 7K or more is determined. If it continues for more than the reference time (15 minutes), “Yes” is obtained in step S15. Therefore, in step S16, the inverter compressor 32 is driven at the maximum rotational speed of 76 rps, and the cooling device 31 is the It will be cooled by the cooling capacity. This state continues until the internal temperature falls below the lower limit temperature TL and becomes “No” in step S 11, thereby reliably preventing the internal temperature from rising abnormally.
  • a predetermined reference time for example, 15 minutes
  • the temperature drops slowly along the temperature curve (straight line xc) with a gentle gradient that enables high-efficiency operation during the controlled cooling operation.
  • the continuous on-time of the compressor 32 becomes longer. In other words, the number of on / off switching of the inverter compressor 32 is greatly reduced, and the operation is performed at a low speed, leading to higher efficiency and energy saving.
  • the operation stop time of the inverter compressor 32 can be reliably taken at an appropriate interval, and during that time the cooler 36 The defrosting function of the It is possible to prevent frost formation.
  • the cooling force is also controlled by maximizing the cooling capacity of the cooling device 31 on the condition that the internal temperature is higher than the set temperature TO by a predetermined temperature (7K) or more for, for example, 15 minutes or more. Even if the door 17 is frequently opened and closed and the internal temperature tends to rise gradually, it is detected early and the internal temperature is set near the set temperature. Can be suppressed.
  • Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the difference from the first embodiment is a software configuration that functions as a high-temperature compensation control device, and the other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the measured cooling rate is set to the target when the cooling capacity of the cooling device 31 is increased as in the control cooling operation.
  • the rotational speed of the inverter compressor 32 is determined according to the comparison result (step S17). In other words, the greater the difference between the two, the faster the rotational speed.
  • the target cooling rate is set to 3 times (3xc) that of the control cooling operation, so that a large cooling capacity is always exerted. To quickly reduce.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the control cooling operation and high temperature compensation controller according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the cooling operation by the high temperature compensation controller is terminated when the internal temperature reaches the upper limit temperature TU (“No” in step S12), and the force is set to return to the control cooling operation.
  • the cooling operation by the high temperature compensation controller is ended. Others are the same as in the first embodiment. is there.
  • the cooling operation by the high-temperature compensation control device is the same as in the second embodiment, and the cooling rate is increased by setting the target cooling rate higher (for example, three times) than that during the control cooling operation. Even so.
  • FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the control cooling operation and high temperature compensation controller according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the upper limit temperature TU and the lower limit temperature TL which have a difference of 1.5K above and below the set temperature, are set to perform a so-called hysteresis operation ( This prevents the inverter compressor 32 from being frequently turned on and off).
  • the measured internal temperature is simply compared with the set temperature TO (step S31). This simplifies the configuration.
  • the cooling operation by the high-temperature compensation control device increases the cooling pressure by maximizing the rotation speed of the inverter compressor 32 as in the first embodiment. As well.
  • Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the operation of the high temperature compensation control device is invalidated when the refrigerator is installed, and the other configuration is the same as that of the first embodiment.
  • the invalidating means for invalidating the control by the high temperature compensation control device can be configured as shown in the flowchart of FIG. 14, for example.
  • the second reference time (for example, 60 minutes) has not elapsed since the power was turned on!
  • the determination result in step S45 is "No".
  • Step At S46 the rotational speed of the inverter compressor 32 is determined according to the temperature gradient of the internal temperature. Since the process returns to step S42, the above operation is repeated and the inverter compressor 32 is continuously operated, and the internal temperature decreases according to a predetermined target temperature curve (cooling rate).
  • step S42 If the second reference time and the temperature curve are set so that the time to reach the set temperature TO when the cooling rate is set as the target is shorter than the second reference time described above, the timer TM2 Before the time is up, “No” is set in step S42, timer TM1 is reset in step S47, flag B is set, and inverter compressor 32 is stopped (step S48).
  • step S42 if the internal temperature gradually rises due to the stop of the cooling device 31, "Yes" is obtained in step S42, so that the internal temperature is not higher than the set temperature TO + 7K (step S43 "Yes"), the process proceeds to step S46 and the control cooling operation is executed. Thereafter, this operation is repeated until the inside temperature is cooled below the set temperature TO, so that the inside of the compartment is maintained near the set temperature TO.
  • step S43 when the internal temperature exceeds the set temperature TO + 7K. Becomes “Yes”, so the process proceeds to Step S44.
  • the flag B is set (step S47) after it is cooled down to the set temperature TO by pull-down cooling after the power is turned on, “Yes” is set in step S44, and the flow proceeds to step S49.
  • a rapid cooling operation is performed by the temperature compensation controller. That is, here, as in Embodiment 2, a cooling operation is performed in which the target cooling rate is set to three times that of the control cooling operation (3xc), and thereby a large cooling capacity is always exhibited. As a result, the internal temperature drops quickly.
  • the operation stop time of the inverter compressor 32 can be secured with an appropriate interval, so that a large amount of frost formation on the cooler 36 can be prevented, Nevertheless, even if the door 17 is frequently opened and closed and the internal temperature tends to gradually rise, it can be detected early and the internal temperature can be kept near the set temperature.
  • the operation of the high temperature compensation control device as described above rapidly reduces the internal temperature.
  • the cooling operation is less efficient than the control cooling operation.
  • the operation of the high-temperature compensation control device is invalidated during pull-down cooling when the refrigerator is installed, so that the interior is cooled to the set temperature. Since it is executed only after that, unnecessary energy consumption can be reduced.
  • the temporal change mode of the target temperature drop is set as a straight line.
  • the present invention is not limited to this, and may be a curve expressed by a quadratic function, for example.
  • the present invention is not limited to the case where the cooling unit exemplified in the above embodiment is shared for refrigeration and freezing, and can also be applied when the cooling unit is dedicated to refrigeration or freezing. It is.
  • the desired controlled cooling operation can be performed on the individual cooling storage.
  • the cooling device is not a so-called unit, and may be one in which a compressor, an evaporator, etc. are individually attached.
  • Embodiment 5 the operation of the high-temperature compensation control device is invalidated during pull-down cooling operation after turning on the refrigerator.
  • the present invention is not limited to this, and the inside temperature temporarily becomes high. It may be disabled after the defrosting operation of the cooler! In such a case, the uncooled state storage device may be reset when the defrosting operation is performed, and set when the internal temperature reaches the set temperature TO due to subsequent cooling.

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Abstract

 コントロール冷却運転時においては、メモリからコントロール冷却運転特性に関するデータが読み込まれ、これと庫内温度センサ46によって実際に測定された庫内温度の降下度合いとが比較され、庫内温度は予め記憶された温度カーブに倣って降下するように冷却装置が運転される。庫内温度が設定温度よりも例えば7K以上高い状態となったことが15分継続すると、冷却装置による冷却能力がコントロール運転制御装置の制御に基づく冷却能力よりも高くされ、扉17が頻繁に開閉されて庫内温度が徐々に上昇する傾向になったとしても、それを早期に検出して庫内温度を設定温度近辺に抑えることができる。

Description

冷却貯蔵庫
技術分野
[0001] 本発明は冷却貯蔵庫に関し、特にコントロール冷却運転時における運転制御に改 良を加えた冷却貯蔵庫に関する。
背景技術
[0002] 近年、例えば業務用の冷蔵庫では、速度制御が可能なインバータ圧縮機を備えた ものが普及しつつある(例えば、特許文献 1参照)。
インバータ圧縮機を備えることの利点は種々あるが、一例としてコントロール冷却運 転時における高効率ィ匕が挙げられる。これは、庫内を設定温度付近に維持するコン トロール冷却運転を行う場合、設定温度の近傍でインバータ圧縮機の速度(回転数) を段階的に落とすように制御するものである。この制御方式を採ると、圧縮機の連続 オン時間が圧倒的に長くなり、言い換えるとオンオフの切り替え回数が大幅に減少し 、また低回転で運転されることから、高効率化、省エネルギ化が図られる。
なお上記のような制御を実行するに際して、インバータ圧縮機が低速運転される場 合の冷却能力は、想定される標準的な熱負荷を上回るように設定する必要がある。 想定熱負荷に満たない冷却能力し力ないと、庫内温度が設定温度まで下がることな ぐ熱的にバランスしてその手前に留まってしまうからである。
特許文献 1 :特開 2002— 195719公報
[0003] ところで、特に業務用冷蔵庫では、食材の熱容量、周囲温度、扉の開閉頻度等の 条件によっては、時として予想以上に熱負荷が大きくなり、インバータ圧縮機が低速 運転されているにも拘わらず、庫内温度が設定温度の手前に長時間留まってしまつ たり、あるいは温度降下しても微小変化であるためにオン時間が異常に長くなる可能 '性がある。
しかし、このように圧縮機がオンしたままひたすら運転が継続されるのは余り芳しく ない。これは、運転が継続されている間は、扉の開閉に伴う庫外から侵入空気や、食 材から出る水蒸気によって冷却器に霜が着き続け、これが次第に成長する結果、冷 却器の熱交換能力を低下させてしまうからである。
[0004] そこで、本発明者らは、すでにコントロール冷却運転時に、常に予め決められた冷 却速度で庫内が冷却されるような運転を行うことで、冷却運転がひたすら継続してし まうような事態を防止できる技術を開発した (例えば特願 2003-359715等)。これは、 温度降下の好ま 、経時的変化態様(目標冷却速度)を示すデータを予め記憶させ ておき、コントロール冷却運転を行う際に実際の冷却速度を測定して前記データと比 較し、両者が一致するように冷却運転を行う構成である。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] し力しながら、上記の通りに温度降下の変化態様を基準として冷却運転を行う構成 とした場合、まれに庫内温度が次第に上昇してしまう現象が発見された。その原因は 、次の通りであると推測されている。
例えば庫内温度が設定温度の近くにあるとき、冷却貯蔵庫の扉を開放したとする( 図 15時刻 t0参照)。すると、庫内空気が外に流れ出し、これに伴い比較的高温の外 気が庫内に流入して庫内温度が急速に上昇する。この結果、庫内温度が設定温度 の上限値を越えたところで圧縮機が運転されて冷却運転が開始され、扉が閉まると( 時刻 tl参照)、庫内温度は低下する。単に扉を開放しただけで、庫内に貯蔵物を収 容しなかった場合の冷却速度は、熱負荷が小さいために目標冷却速度に比べて急 であると思われる(目標冷却速度は、庫内に貯蔵物を収容したときでも十分に冷却で きるように設定される)。扉を閉じた後、再び扉が開放されるとしても、庫内温度が設 定温度近くに冷却された後に扉が開放される(時刻 t2参照)ならば、問題は生じな ヽ はずである。
[0006] しかし、まれではある力 扉がいったん閉じられた後に庫内温度が設定温度近くに 冷却されるまでの間に、再び扉が開放されることが繰り返されてしまうこともあり得る。 すると、時刻 t3以降に示すように、庫内温度は徐々に上昇しているにも関わらず、冷 却装置は冷却能力を低い状態に抑えたまま間欠運転してしまうという事態に至るの である。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、コントロール冷却運転時において冷 却装置が適宜に停止して冷却器への着霜を防止しつつ、かつ、扉が頻繁に開閉さ れるような場合でも、庫内温度が徐々に上昇してしまうことを防止できる冷却貯蔵庫を 提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
上記の目的を達成するための手段として、本発明は、庫内温度センサによって測 定された庫内温度と、予め定められた設定温度との比較に基づいて、庫内冷却用の 冷却装置の運転を制御することで庫内をほぼ設定温度に維持するコントロール冷却 運転を行うようにした冷却貯蔵庫にぉ 、て、前記冷却装置を冷却能力可変式とする とともに、前記コントロール冷却運転を行う温度領域において目標となる温度降下の 経時的変化態様を示すコントロール冷却運転特性がデータとして記憶された記憶装 置と、前記庫内温度センサによって測定された庫内温度が前記記憶装置から読み出 された前記コントロール冷却運転特性に倣って降下するように前記冷却装置の能力 を変化させるコントロール運転制御装置と、前記庫内温度が前記設定温度よりも所定 温度以上高い状態となったことを条件に前記冷却装置による冷却能力を前記コント ロール運転制御装置の制御に基づく冷却能力よりも高くする高温補償制御装置とを 設けたところに特徴を有する。
本発明では、さらに前記冷却装置が速度制御可能なインバータ圧縮機を備えてい るとともに、前記コントロール運転制御装置は、所定のサンプリング時間ごとに前記庫 内温度センサからの信号に基づき庫内温度の降下度を算出する温度変化算出部と 、前記サンプリング時間ごとに前記記憶装置に記憶された前記コントロール冷却運転 特性に基づきこのサンプリング時間の庫内温度における目標の冷却速度を出力する 目標冷却速度出力部と、前記温度変化算出部で算出された実際の冷却速度と、前 記目標冷却速度出力部から出力された目標の冷却速度とを比較する比較部と、この 比較部の比較結果に基づき、前記実際の冷却速度が前記目標の冷却速度よりも小 さい場合には前記冷却能力を高め、前記実際の冷却速度が前記目標の冷却速度よ りも大きい場合には前記冷却能力を低下させる速度制御部とを備えて構成すること ができる。
このようにすると、コントロール冷却運転時におけるインバータ圧縮機の運転中には 、所定のサンプリング時間ごとに、検出された庫内温度に基づいて実際の冷却速度 が算出される一方、コントロール冷却運転特性のデータ力 その庫内温度における 目標の冷却速度が出力される。実際の冷却速度が目標の冷却速度よりも小さければ インバータ圧縮機が増速制御され、逆の場合はインバータ圧縮機が減速または停止 する減速制御が行われ、その繰り返しにより、所定のコントロール冷却運転特性に従 つてコントロール冷却運転される。
また、さらに庫内温度がコントロール冷却運転を行う温度領域よりも高温にあるとき にリセット状態にされると共に、庫内温度が前記コントロール冷却運転を行う温度領 域まで冷却された後にセット状態にされる未冷却状態記憶装置を備え、その未冷却 状態記憶装置が前記リセット状態にあるときには前記高温補償制御装置による制御 を無効化する無効化手段を設けてもょ 、。
このようにすると、冷却貯蔵庫の設置時、或いは、いったんコントロール冷却運転は 実行したが冷却器を加熱して着霜を融解する除霜運転を行った後、等には庫内温 度がコントロール冷却運転を行う温度領域よりも高温になる。この場合には、未冷却 状態記憶装置がリセット状態にされ、無効化手段によって高温補償制御装置による 制御が無効化されるから、より迅速性を重視した冷却運転特性で庫内温度を低下さ せることができる。また、いったん庫内温度がコントロール冷却運転を行う温度領域に 冷却されれば、未冷却状態記憶装置はセット状態にされるから、高温補償制御装置 が有効化されて異常に庫内温度が上昇することを確実に防止できる。
また、前記高温補償制御装置は、庫内温度が設定温度よりも所定温度以上高い状 態となつたことが所定の基準時間の間継続したことを条件に動作するように構成し、 前記無効化手段は、前記高温補償制御装置における前記基準時間を長く設定する ことで高温補償制御装置の動作を阻止する構成とできる。このため、例えば冷却貯 蔵庫の設置直後に扉が頻繁に開閉される等して冷却に長時間を要するようになった 場合には、庫内温度が設定温度よりも所定温度以上高い状態が基準時間以上継続 することになる力 、高温補償制御装置が作動して冷却が行われる。
発明の効果
本発明では、コントロール冷却運転時においては、記憶装置からコントロール冷却 運転特性に関するデータが読み込まれ、これと庫内温度センサによって実際に測定 された庫内温度の降下度合いとが比較され、庫内温度は予め記憶された温度降下 の経時的変化態様に倣って降下するように冷却装置が運転される。コントロール冷却 運転特性を高効率の運転ができ、かつ、適宜の時間で下限温度に達する設定として おくことにより、省エネ運転が可能で、かつ冷却装置の運転を確実に停止させて蒸発 器への大量着霜を防止することができる。
し力も、本発明では、高温補償制御装置を設けて、庫内温度が設定温度よりも所定 温度以上高い状態となったことを条件に、冷却装置による冷却能力をコントロール運 転制御装置の制御に基づく冷却能力よりも高くするようにしているから、仮に扉が頻 繁に開閉されて庫内温度が徐々に上昇する傾向になったとしても、それを早期に検 出して庫内温度を設定温度近辺に抑えることができる。
図面の簡単な説明
[図 1]本発明の実施形態 1に係る冷凍冷蔵庫の斜視図
[図 2]その分解斜視図
[図 3]冷凍回路図
圆 4]冷却ユニットを設置した状態の部分断面図
[図 5A]キヤビラリチューブ内の圧力変化を示すグラフ
[図 5B]キヤビラリチューブ内の圧力変化を示すグラフ
[図 6]インバータ圧縮機の制御機構部のブロック図
[図 7]プルダウン冷却特性を示すグラフ
[図 8]プルダウン領域でのインバータ圧縮機の制御動作を示すフローチャート
[図 9]プルダウン領域およびコントロール領域での温度変化を示すグラフ
[図 10]コントロール冷却運転および高温補償制御装置の動作を示すフローチャート
[図 11]本発明の実施形態 2に係るコントロール冷却運転及び高温補償制御装置の動 作を示すフローチャート
[図 12]本発明の実施形態 3に係るコントロール冷却運転及び高温補償制御装置の動 作を示すフローチャート
[図 13]本発明の実施形態 4に係るコントロール冷却運転及び高温補償制御装置の動 作を示すフローチャート
[図 14]本発明の実施形態 5に係るコントロール冷却運転及び高温補償制御装置の動 作を示すフローチャート
[図 15]扉開閉による温度上昇原因を説明する温度グラフ
符号の説明
[0010] 31· ··冷却装置 32· ··インバータ圧縮機 (圧縮機) 36· ··蒸発器 45· ··制御部 (制 御手段) 46…庫内温度センサ(庫内温度センサ) 49· ··テータ格納部(記憶装置) 50· ··インバータ回路 TO…設定温度 TU…上限温度 TL…下限温度 発明を実施するための最良の形態
[0011] 以下、本発明を業務用の冷凍冷蔵庫に適用した場合のいくつかの実施形態を図 面に基づいて説明する。
<実施形態 1 >
本発明の実施形態 1を図 1ないし図 10によって説明する。
冷凍冷蔵庫は 4ドアタイプであって、図 1及び図 2に示すように、前面が開口された 断熱箱体力もなる本体 10を備えており、この前面開口が十字形の仕切枠 11で仕切 られて 4個の出入口 12が形成されて 、るとともに、正面から見た右上部の出入口 12 と対応した略 1Z4の内部空間力 断熱性の仕切壁 13により仕切られて冷凍室 16が 形成され、残りの略 3Z4の領域が冷蔵室 15とされている。各出入口 12にはそれぞ れ断熱性の扉 17が揺動開閉可能に装着されている。
[0012] 本体 10の上面には、回りにパネル 19 (図 4参照)が立てられる等によって機械室 20 が構成されている。機械室 20の底面となる本体 10の上面には、上記した冷蔵室 15 の天井壁、冷凍室 16の天井壁とにそれぞれ対応して、同じ大きさの方形の開口部 2 1が形成されている。各開口部 21には、冷却ユニット 30が個別に装着されるようにな つている。
[0013] 冷却ユニット 30は、詳しくは後記する力 図 3に参照して示すように、圧縮機 32、凝 縮器ファン 33A付きの凝縮器 33、ドライヤ 34、キヤビラリチューブ 35及び冷却器 36 を冷媒配管 37によって循環接続することで冷却装置 31を構成したものである。また、 上記した開口部 21を塞いで載せられる断熱性のユニット台 38が設けられ、冷却ュ- ット 30の構成部材のうちの冷却器 36がユニット台 38の下面側、他の構成部材が上 面側に取り付けられている。
[0014] 一方、冷蔵室 15と冷凍室 16の天井部には、図 4に示すように、冷却ダクトを兼ねた ドレンパン 22が奥側に向けて下り勾配で張設され、ユニット台 38との間に冷却器室 2 3が形成されるようになって 、る。ドレンパン 22の上部側には吸込口 24が設けられ、 冷却ファン 25が装備されているとともに、下部側には吐出口 26が形成されている。 そして基本的には、冷却ユニット 30と冷却ファン 25とが駆動されると、同図の矢線 に示すように、冷蔵室 15 (冷凍室 16)内の空気が吸込口 24から冷却器室 23内に吸 引され、冷却器 36を通過する間に熱交換により生成された冷気力 吐出口 26から冷 蔵室 15 (冷凍室 16)に吹き出されるといったように循環されることで、冷蔵室 15 (冷凍 室 16)内が冷却されるようになっている。
[0015] なお、本実施形態では、上記した冷蔵室 15と冷凍室 16とにそれぞれ装着する冷 却ユニット 30を共通化することを意図しており、そのため次のような措置が講じられて いる。
まず、冷却ユニット 30の冷却能力は圧縮機の容量で決まる力 例えば同じ能力の 圧縮機では、蒸発温度の低い冷凍側の方が冷蔵側に比べて小さな容積しか冷却で きず、また、冷蔵室 15または冷凍室 16同士であれば、容積が大きい方が当然大きな 冷却能力が必要となる。
すなわち、冷蔵、冷凍の別、あるいは庫内容積の大小等の条件によって、必要とさ れる冷却能力は相違するから、圧縮機には、必要とされる最大の容量を有し、かつ回 転数を制御可能なインバータ圧縮機 32が用いられて 、る。
[0016] 次に、キヤビラリチューブ 35にも工夫して冷蔵 '冷凍の双方で同一のものを使用し ている。キヤビラリチューブ 35は詳細には、図 3では、ドライヤ 34の出口力も冷却器 3 6の入口にわたる部分が相当し、中央部分では長さを稼ぐために螺旋部 35Aが形成 されている。この実施形態では、キヤビラリチューブ 35の全長力 S2000〜2500mmに 設定されている。ちなみに、冷却器 36の出口からインバータ圧縮機 32の吸引口に至 る冷媒配管 37の長さは 700mm程度である。
[0017] 従来、一般にキヤビラリチューブには、冷蔵用には高流量特性を、冷凍用には低流 量特性をそれぞれ重視したものが用いられていたところを、この実施形態では、キヤ ビラリチューブ 35に、冷蔵用と冷凍用との中間の流量特性を有するものが用いられ ている。
[0018] ここで、冷蔵に適したキヤビラリチューブとは、断熱箱体と組み合わせて常温で冷却 ユニットを運転したときに、庫内均衡温度 (冷却ユニットの冷凍能力と、断熱箱体の熱 負荷とがバランスする温度)が 0〜― 10°C程度となる流量特性を持ったキヤビラリチュ ーブをいう。また冷凍に適したキヤビラリチューブとは、同庫内均衡温度が 15〜一 25°C程度となる流量特性を持ったキヤビラリチューブをいう。したがって、本発明の冷 蔵用と冷凍用の中間的な流量特性を持ったキヤビラリチューブとは、同条件で冷却 ユニットを運転したときに、例えば同庫内均衡温度が— 10〜― 20°C程度となる流量 特性を持つものである。
[0019] 上記のようにキヤビラリチューブ 35を中間流量特性のものとすると、冷蔵領域にお ける液冷媒の流量不足が懸念されるが、それを解消するために以下のような手段が 採られている。
この種の冷凍回路では、冷却器 36の出口側の冷媒配管 37と、キヤビラリチューブ 3 5とをノ、ンダ付けすることによって熱交換装置が形成され、例えば一般的な蒸発性能 を上げるとともに、冷却器 36で蒸発し切れなカゝつたミスト状の液冷媒を気化させる等 に機能している力 この実施形態では、キヤビラリチューブ 35と冷媒配管 37との間で 熱交換装置 40を形成するに当たり、キヤビラリチューブ 35側の熱交換部 40Aについ ては、螺旋部 35Aにおける上流側の端部の所定域に設定されている。この熱交換部 40Aの位置は、キヤビラリチューブ 35の全長から見ると、その入口側に寄った位置と 言える。
[0020] キヤビラリチューブ 35は、入口と出口との間に大きな差圧がある力 図 5Aに示すよ うに、その流量抵抗は管内で液冷媒が沸騰し始める部分 (全長のほぼ中央部分)で 急激に増加するようになっており、そこ力 下流(出口側)に向けて大きく圧力降下す る。これまではキヤビラリチューブ 35の熱交換部は、全長の後半領域でむしろ出口に 寄った位置に設定され、したがって管内蒸発 (沸騰)を始めた後で熱交換がなされて いた。これは、キヤビラリチューブ 35は、熱交換位置から下流側が冷却されることにな つて、結露したり鲭付きの原因となるため、熱交換位置を極力出口側に寄せて、冷却 状態で露出された部分の長さを極力抑えるためである。
[0021] これに対してこの実施形態では、上記のようにキヤビラリチューブ 35の熱交換部 40 Aを入口に寄った位置に設定し、すなわち液冷媒が蒸発し始める位置よりも手前に 持って行って、過冷却を大きく取ることにより、図 5Bに示すように、管内の沸騰開始 点をキヤビラリチューブ 35の下流側にずらすことができる。このことは、キヤビラリチュ ーブ 35の総抵抗を減らす結果をもたらし、実質的に液冷媒の流量が増加する。これ により、中間的な流量特性のキヤビラリチューブ 35を冷蔵領域に用いた場合の流量 不足の問題は解消される。
[0022] なお、上記した管内の沸騰開始点をキヤビラリチューブ 35の下流側にずらす効果 を得るには、キヤビラリチューブ 35側の熱交換部 40Aを、液冷媒が蒸発し始める位 置よりも前の少なくとも全長の前半領域に設ければ良ぐより好ましくは入口側の 1Z 3の領域 (液体状態が多!、領域)である。
また、キヤビラリチューブ 35の熱交換部 40Aを入口に寄った位置に設けると、それ 以降の長い寸法部分が冷却状態で露出されることになるため、その部分については 、冷媒配管 37からは極力離し、かつ断熱チューブ (図示せず)で被包することが望ま しい。これにより、結露、鲭付きが防止される。
[0023] 一方、キヤビラリチューブ 35を中間流量特性のものとした場合における、冷凍領域 での絞り不足については、冷却器 36の直後にアキュムレータ 42 (液分離器)を設ける ことで対応している。アキュムレータ 42を設けることは、冷却装置 31内に液冷媒を貯 める調整容積をもたらすことになる。
[0024] 冷凍領域では、プルダウン領域 (室温に近!ヽ領域から設定温度近辺まで急速冷却 する領域)や冷蔵領域と比較すると、冷却器 36での冷媒圧力が低く(冷媒の蒸発温 度が低い)、冷媒ガスの密度が低いことから、圧縮機 32によってもたらされる冷媒の 循環量は少ない。その結果、冷却装置 31には液冷媒が余ることになる力 その余つ た液冷媒がアキュムレータ 42で貯められることから、液冷媒がキヤビラリチューブ 35 等に余分に流通することがなぐ実質的にキヤビラリチューブ 35には流量の絞り込み 効果が出たことになる。これにより、中間的な流量特性のキヤビラリチューブ 35を冷凍 領域に用いた場合の絞り込み不足の問題は解消される。
[0025] キヤビラリチューブ 35の共通化については、言い換えると、キヤビラリチューブ 35に 中間流量特性のものを用いた上で、冷却器 36の出口の直後にアキュムレータ 42を 設けて絞り込み効果を得ることによって液冷媒の流量を落とし、すなわち低流量の冷 凍領域に適合させ、力 tlえて、キヤビラリチューブ 35における熱交換部 40Aを入口に 寄った側に設定して管内の総抵抗を減じることにより液冷媒の流量を増し、すなわち 高流量のプルダウン領域と冷蔵領域に適合させるようになって!/、る。
[0026] なお、アキュムレータ 42を設ける場合に、冷媒配管 37における熱交換部 40Bの下 流側に設けると、熱交換部 40Bには冷媒が気液混合状態で流れる可能性があり、こ のとき液冷媒が蒸発する。これは言い換えると、本来冷却器 36で行うべき液冷媒の 蒸発を、熱交換部 40Bで余分な仕事として行うことになり、冷却装置 31全体から見る と冷却能力の低下に繋がる。
その点この実施形態では、アキュムレータ 42を冷却器 36の出口の直後、すなわち 冷媒配管 37における熱交換部 40Bの上流側に設けたから、熱交換部 40Bにはガス 冷媒しか流れず、したがって熱交換部 40B内で余分な蒸発作用を生じな 、ために、 冷却装置 31全体として本来の冷却能力を確保できる。
[0027] また、キヤビラリチューブ 35における熱交換部 40Aを入口に寄った側に設定したこ とで、冷凍側でも液冷媒の流量増加が起きることが懸念される力 以下のようにその おそれはない。
キヤビラリチューブ 35を備えた冷却装置 31では、基本的に冷媒を高圧側と低圧側 とで持ち合う形で成立しており、概念的には、冷蔵領域 (プルダウン領域も含む)では 、冷媒は凝縮器 33、次に冷却器 36にあり、冷凍領域では、冷媒は冷却器 36とアキュ ムレータ 42にその多くがあり、逆に凝縮器 33では少量である。したがって冷蔵領域 では、冷媒は完全に液流としてキヤビラリチューブ 35に流れ込むものの、冷凍領域で は気液混合で流れるために、流量自体がかなり減量されており、したがってキヤビラリ チューブ 35の入口に寄った位置で熱交換して過冷却したとしても、流量の増加には 大して繋がらない。
[0028] 逆に、アキュムレータ 42を設けたことで、冷蔵領域 (プルダウン領域も含む)でも流 量減少が起きることが懸念される力 上記とは逆の理由により、冷蔵領域 (プルダウン 領域も含む)では、圧縮機 32によってもたらされる冷媒の循環量が多ぐ冷却装置 3 1に液冷媒が余ることが少なくてアキュムレータ 42に貯められる余地が少なぐよって 流量減少が起きるおそれはほとんどないと考えられる。
[0029] 上記したように、構造的には冷却ユニット 30を冷蔵用と冷凍用とで共通化している 一方で、運転の制御に関しては個々に行うようになっている。これはまず、冷却ュ-ッ ト 30を共通化した場合に、冷蔵、冷凍の別、あるいは庫内容積の大小等の条件によ つて、例えばプルダウン冷却時の温度特性が大きく変わるおそれがある、といった認 識に基づく。
インバータ圧縮機を積んだ冷却ユニットでは、プルダウン冷却時には許容される最 大限の高速運転を行うのが普通である力 庫内に食品を入れない同条件でプルダウ ン冷却をした場合、断熱箱体 (庫内容積)の大きいもの、中間のもの、小さいものでは 、庫内の温度カーブに明確な差ができる。温度降下の度合いの差は、庫内外の温度 差が同じ場合、断熱箱体の表面積に比例すること、箱が大きくなるほど庫内の内壁 材料や棚網の熱容量が大きいとの理由による。
[0030] 一方、業務用冷蔵庫 (冷凍庫、冷凍冷蔵庫でも同様)では、プルダウン冷却の温度 特性は重要視される。例えば、 20°Cといった高い庫内温度からの冷却は、設置後の 初期運転の他、メンテナンス等で電源を切って数時間後の再運転、食材搬入時の数 分間の扉開放、あるいは熱い食品を入れた場合等に、ほぼ限られるのである力 業 務用冷蔵庫は、食材を出し入れすべく扉が頻繁に開閉され、かつ周囲温度も比較的 高いことを考慮すると、庫内温度が上昇しやすぐそのときの復帰力として温度降下 の特性は十分に考慮される。
それがためにプルダウン冷却時の性能試験は必須である力 上記のように冷却速 度は断熱箱体に依存するところが大きいため、この性能試験については、冷却ュニ ットとそれが搭載される断熱箱体とを組合せた状態で行う必要がある。そのため、折 角冷却ユニットを共通化しても性能試験の煩雑さは解消し得ないという問題がある。
[0031] そこでこの実施形態では、プルダウン冷却時に、断熱箱体に依存することなぐ庫 内を所定の温度カーブに沿って温度制御する手段が講じられている。 そのため図 6に示すように、マイクロコンピュータ等を備えて所定のプログラムを実 行する制御部 45が備えられ、上記した冷却ユニット 30を搭載したユニット台 38の上 面に設けられた電装箱 39内に収納されて 、る。この制御部 45が後述するように機能 してコントロール運転制御装置と高温補償制御装置として機能する。また、制御部 45 の入力側には、庫内温度を検出する庫内温度センサ 46が接続され、これらにより庫 内温度を測定する庫内温度センサが構成されて!、る。
[0032] 制御部 45には、クロック信号発生部 48とともにデータ格納部 49が設けられ、このデ ータ格納部 49には、プルダウン冷却時の目標とする温度カーブとして、図 7に示すよ うに、一次関数の直線 xpが選定されて格納されている。このように温度カーブが直線 xpの場合は、目標となる冷却速度 (単位時間当たりの温度降下量: ΔΤΖ Δΐ は、庫 内温度によらず一定値 Αρとなる。
制御部 45の出力側には、インバータ回路 50を介してインバータ圧縮機 32が接続さ れている。
[0033] 作動としては、庫内温度が設定温度を所定以上上回ったところでプルダウン制御が 開始され、所定のサンプリング時間ごとに庫内温度が検出される。
図 8に示すように、そのサンプリング時間ごとに、検出された庫内温度に基づいて実 際の冷却速度 Spが算出され、この算出値 Spが、データ格納部 49から読み出された 目標値 Apと比較される。算出値 Spが目標値 Ap以下であると、インバータ回路 50を 介してインバータ圧縮機 32の回転数が増加され、逆に、算出値 Spが目標値 Apより も大きいと、圧縮機 32の回転数が減少され、これが所定のサンプリング時間ごとに繰 り返されて、温度カーブ (直線 xp)に沿うようにしてプルダウン冷却される。
[0034] さて、上記したプルダウン冷却ののち、冷蔵も冷凍も、庫内温度を予め設定された 設定温度付近に維持するコントロール冷却運転が実行される力 上記のようにインバ ータ圧縮機 32を備えたことに伴い、以下のような利点が得られる。それは、コントロー ル冷却運転を行う際、設定温度の近傍でインバータ圧縮機 32の速度(回転数)を段 階的に落とすように制御すると、温度降下が極めてゆっくりとなるため、圧縮機 32の 連続オン時間が圧倒的に長くなり、言い換えると圧縮機 32のオンオフの切り替え回 数が大幅に減少し、また低回転で運転されることから、高効率化、省エネルギ化に繋 がる。
[0035] 上記において、インバータ圧縮機 32が低速運転される場合の冷却能力は、想定さ れる標準的な熱負荷を上回るように設定する必要がある。想定熱負荷に満たな 、冷 却能力しかないと、庫内温度が設定温度まで下がることなぐ熱的にバランスしてそ の手前に留まってしまうためである。本実施形態のように、インバータ圧縮機 32を含 めて冷却ユニット 30を共通化した場合には、装着される相手の断熱箱体のうち、最も 熱侵入量の大き 、ものを熱負荷として考える必要がある。
[0036] ところで、特に業務用の冷蔵庫 (冷凍庫も同じ)では、食材を一定品質で貯蔵できる ように、庫内の温度分布のばらつきを抑えることに特に配慮しており、そのため冷却フ アン 25には、風量を大きく取って風循環の機能も果たさせていることから、そのモータ の発熱量は比較的大きいという事情がある。それに、食材の熱容量、周囲温度、扉 の開閉頻度等の条件が重なると、時として予想以上に熱負荷が大きくなり、インバー タ圧縮機 32が低速運転されているにも拘わらず、庫内温度が設定温度の手前に留 まってしまったり、あるいは温度降下しても微小変化であるためにオン時間が異常に 長くなる可能性がある。
[0037] 冷蔵庫の機能としては、設定温度に極めて近い温度に留まって維持されれば、何 ら問題ないと言う考え方もできるが、冷蔵庫では、インバータ圧縮機 32がオンしたま まひたすら運転が «I続されるのは余り芳しくない。これは、運転が «I続されている間 は、扉 17の開閉に伴う庫外からの侵入空気や、食材から出る水蒸気によって、冷却 器 36に霜が着き続けるからである。これに対して、適宜にインバータ圧縮機 32がォ フになると、冷却器 36が 0°C以上に昇温されて霜取りがなされるため、適度なオフ時 間を持つことは、冷蔵庫にお!ヽて冷却器 36の熱交浦能を維持するためにも好まし いと考えられる。
[0038] そこでこの実施形態では、コントロール冷却運転時において、インバータ圧縮機 32 を用いることの利点を活力して省エネルギ化を実現し、その上で確実にオフ時間が 取れるような制御手段が講じられて!/、る。
端的には、コントロール冷却運転が行われる温度領域におけるインバータ圧縮機 3 2の運転中は、上記したプルダウン領域と同様に、高効率運転ができる適切な温度 の経時的変化態様 (冷却時の温度カーブ)に沿うようにインバータ圧縮機 32の駆動 が制御される。この温度カーブは例えば、図 10に示すように、プルダウン冷却時の温 度カーブ(直線 xp)と比べて、勾配が緩やかである直線 xcとして設定される。換言す れば、この温度カーブ xcに基づく冷却態様の庫内冷却速度 Acは、温度カーブ xpの 冷却速度 Apに比べて小さ 、値となる。
これらの冷却態様を決定する温度カーブ xp、 xcについてのデータは、 EPROM等 の記憶装置により構成したデータ格納部 49に格納され、同じく制御部 45に格納され たコントロール冷却運転用のプログラムの実行時に利用される。
[0039] コントロール冷却運転の制御動作は、基本的にはプルダウン冷却時と同様であって 、プルダウン冷却によって庫内温度が、いったん設定温度 TOよりも所定値高い上限 温度まで下がると、コントロール冷却運転に移行する。改めて説明すると、図 8に示す ように、所定のサンプリング時間ごとに庫内温度が検出され、検出された庫内温度に 基づいて、実際の冷却速度 Scが算出される。この算出値 Scが、温度カーブ xcにお ける庫内冷却速度の目標値 Ac (—定)と比較され、算出値 Scが目標値 Ac以下であ るとインバータ圧縮機 32の回転数が増加され、逆に、算出値 Scが目標値 Acよりも大 きいと圧縮機 32の回転数が減少され、これが所定のサンプリング時間ごとに繰り返さ れて、温度カーブ xc (直線)に沿うようにして、ゆっくりと温度降下する。
[0040] そして庫内温度が、設定温度 TOよりも所定値低い下限温度まで下がると、インバー タ圧縮機 32がオフとなり、庫内温度がゆっくりと上昇に転じ、上限温度まで復帰した ら、再び温度カーブ xcに沿った温度制御が行われ、この繰り返しによって、庫内がほ ぼ設定温度 TOに維持されることになる。
このコントロール冷却運転時の制御によれば、インバータ圧縮機 32を利用して省ェ ネルギで冷却でき、なおかつインバータ圧縮機 32の運転停止時間を適宜に確実に 取ることができ、冷却器 36で一種の除霜機能を発揮させて、大量に着霜することを防 止できる。
[0041] このように例えば冷蔵側では、プルダウン冷却力 コントロール冷却運転にわたり、 庫内が温度カーブ xp, xcを含む温度特性 Xに倣うようにインバータ圧縮機 32の駆動 を制御する運転プログラム Px (冷蔵プログラム Px)が設けられる。 一方冷凍側では、基本的な制御動作は同じであるとしても、庫内設定温度が異なり
、理想カーブが自ずと違うものとなるから、冷凍側では、例えば同図の温度特性 Yに 倣うようにインバータ圧縮機 32の駆動を制御する運転プログラム Py (冷凍プログラム Py)が必要とされる。
各冷却ユニット 30には、既述したように電装箱 39が付設されて制御部 45が設けら れ、ここに上記した冷蔵プログラム Pxと冷凍プログラム Pyの両方力 それぞれの理想 カーブのデータとともに格納されている。
[0042] 本実施形態は上記のような構造であって、設置現場へは、断熱箱体からなる本体 1 0と、 2つの共通化された冷却ユニット 30とが分割されて搬入され、冷蔵室 15と冷凍 室 16の天井部の開口部 21にそれぞれ装着される。そののち冷蔵室 15と冷凍室 16 について、それぞれ庫内設定温度が入力されるとともに、電装箱 39に備えた図示し ないスィッチ等により、冷蔵室 15側に装着された冷却ユニット 30に付設された制御 部 45では、冷蔵プログラム Pxが選択され、一方、冷凍室 16側に装着された冷却ュ ニット 30に付設された制御部 45では、冷凍プログラム Pyが選択される。
[0043] 上記により冷蔵室 15と冷凍室 16とは、個別の運転プログラム Px, Pyに基づいて冷 却制御される。
そしてコントロール冷却運転については、例えば冷蔵室 15について改めて説明す ると、図 10のフローチャートに示される制御が実行される。すなわち、プルダウン冷却 によりコントロール冷却運転に移行すると(「スタート」)、まずタイマ TMがリセットされ、 ステップ S11及びステップ S12にて庫内温度と下限温度 TL、上限温度 TUとの上下 関係を判断し、下限温度 TLを下回っている場合にはインバータ圧縮機 32の運転を 停止し (ステップ S13)、それ以外の場合には、インバータ圧縮機 32を運転する。ここ では、図 8に示すように、サンプリング時間ごとに検出された庫内温度に基づいて実 際の庫内冷却速度 Scが算出されて目標値 Acと比較され、算出値 Scが目標値 Ac以 下であるとインバータ圧縮機 32が増速され、逆であると減速され、その繰り返しによつ て、所定の温度カーブ (直線 xc)に沿うようにしてゆっくりと温度降下する。庫内温度 が下限温度 TLまで下がると、インバータ圧縮機 32がオフとなり、庫内温度がゆっくり と上昇に転じ、上限温度 TUまで復帰したら再び温度カーブ xcに沿った温度制御が 行われ、この繰り返しによって庫内がほぼ設定温度 TOに維持される。インバータ圧 縮機 32に設定される回転速度としては、本実施形態の場合、 30rps〜76rpsの範囲 で 5rps刻みとしている。
なお、冷凍室 16側でも設定温度がより低 、ところで同様なコントロール冷却運転が 実行される。
[0044] ところで、上述のようにコントロール冷却運転を実行している場合に、例えば扉の開 閉が繰り返されると、上述のように単に目標とする温度カーブ xcとの比較だけでイン バータ圧縮機 32の回転速度を決定していると、庫内温度が設定温度 TOから徐々に 離れて上昇することが懸念される。扉がいったん閉じられた後に庫内温度が設定温 度近くに冷却されるまでの間に再び扉の開閉があると、扉が閉じた後の急速な庫内 温度降下によってインバータ圧縮機 32の回転が低速度に切り替えられてしまうから である。
[0045] そこで、本実施形態では、庫内温度が上限温度 TUを越えて 、る場合にぉ 、て、さ らに庫内温度は設定温度 TOよりも 7K以上上回るか否かを判断し (ステップ S14)、「 Yesjとなる場合に、タイマ TMが所定の基準時間(例えば 15分)を積算したか否かを 判断する (ステップ S15)。ここで、設定温度 TOよりも 7K以上高い状態が基準時間( 15分)以上継続すると、ステップ S15で「Yes」となるため、ステップ S16に至ってイン バータ圧縮機 32が最高の回転速度 76rpsで駆動され、冷却装置 31はコントロール 冷却運転時の最大の冷却能力で冷却されることになる。この状態は、庫内温度が下 限温度 TLを下回ってステップ S 11で「No」となるまで継続し、これにて庫内温度が庫 内温度の異常昇温が確実に防止される。
[0046] 以上のように本実施形態では、コントロール冷却運転時にお!、て、高効率運転が 可能な緩やかな勾配の温度カーブ(直線 xc)に沿ってゆっくりとした温度降下となる から、インバータ圧縮機 32の連続オン時間が長くなり、言い換えるとインバータ圧縮 機 32のオンオフの切り替え回数が大幅に減少し、また低回転で運転されることから、 高効率化、省エネルギ化に繋がる。一方、温度カーブ (直線 xc)の下端は下限温度 T Lに達しているから、インバータ圧縮機 32の運転の停止時間も適宜の間隔を開けて 確実に取ることができ、その間に冷却器 36で一種の除霜機能を発揮させて、大量に 着霜するのを防止することができる。
[0047] し力も、庫内温度が設定温度 TOよりも所定温度(7K)以上高い状態が、例えば 15 分以上継続したことを条件に、冷却装置 31による冷却能力を最大にしてコントロール 冷却運転時の冷却能力よりも高くするようにしたから、仮に扉 17が頻繁に開閉されて 庫内温度が徐々に上昇する傾向になったとしても、それを早期に検出して庫内温度 を設定温度近辺に抑えることができる。
[0048] なお、冷却貯蔵庫が実際に使用される場合、例えば設置場所、扉を開閉する頻度 、貯蔵する食材の種類等の条件によって、着霜生成具合いに大きな差が出る場合が ある。そのため、インバータ圧縮機 32の運転時間等が異なるプログラムを複数種準 備して、使用条件に応じて選択的に実行させるようにすると、使用条件に合った最適 のコントロール冷却運転を行うことが可能となる。
[0049] <実施形態 2>
次に、本発明の実施形態 2を図 11に基づいて説明する。前記実施形態 1との相違 は、高温補償制御装置として機能するソフトウェア的構成にあり、その他の構成は実 施形態 1と同様である。ここでは、図 11に示すように、ステップ S15で「Yes」と判断さ れたとき、冷却装置 31の冷却能力を高くするに際し、コントロール冷却運転時と同様 に、測定された冷却速度を、目標とする冷却速度と比較し、その比較結果に応じてィ ンバータ圧縮機 32の回転速度を決定する (ステップ S17)。すなわち、両者の差が大 きければ大きいほど回転速度を早くする。ここで、目標とする冷却速度は、コントロー ル冷却運転時のそれの 3倍(3xc)に設定してあり、それによつて常に大きな冷却能 力が発揮されるようになっており、庫内温度を迅速に低下させる。
[0050] <実施形態 3 >
図 12は本発明の実施形態 3に係るコントロール冷却運転及び高温補償制御装置 の動作を示すフローチャートである。前記実施形態 1では、高温補償制御装置による 冷却動作は、庫内温度が上限温度 TUに到達した (ステップ S 12で「No」)ところで終 了してコントロール冷却運転に復帰するようにした力 この実施形態 3では、庫内温 度が下限温度 TLに到達したところで (ステップ S21で「No」)、高温補償制御装置に よる冷却動作を終了するようにしたところにある。その他は、前記実施形態 1と同様で ある。この場合にも、実施形態 2と同様に高温補償制御装置による冷却動作は目標と する冷却速度をコントロール冷却運転時のそれよりも大きく(例えば 3倍に)することで 冷去 P會カを高めることとしてもよ 、。
[0051] <実施形態 4>
図 13は本発明の実施形態 4に係るコントロール冷却運転及び高温補償制御装置 の動作を示すフローチャートである。前記実施形態 1〜3では、コントロール冷却運転 を実行する際に、設定温度の上下に 1. 5Kの差がある上限温度 TU及び下限温度 T Lを設定していわゆるヒステリシス動作を行うようにしたが(これによりインバータ圧縮 機 32が頻繁にオンオフすることを防いでいる)、この実施形態 4では、測定された庫 内温度を単に設定温度 TOと比較する (ステップ S31)ようにした。これにより、構成が 簡素化できる。なお、この場合にも、図 20に示すように、実施形態 1と同様に高温補 償制御装置による冷却動作はインバータ圧縮機 32の回転速度を最高にすることで 冷去 P會カを高めることとしてもよ 、。
[0052] <実施形態 5 >
次に、本発明の実施形態 5を図 14を参照して説明する。この実施形態 5は、冷蔵庫 の設置時には高温補償制御装置の動作を無効化するようにしたものであり、それ以 外の構成は前記実施形態 1と同様である。高温補償制御装置による制御を無効化す るための無効化手段は、例えば図 14のフローチャートに示す通りに構成できる。
[0053] 冷蔵庫を設置して電源を投入すると、まずタイマ TM1及び TM2がリセットされると 共に、未冷却状態記憶装置に相当するフラグ Bもリセット状態にされる(B=0) (ステツ プ S41)。その後、ステップ S42において、測定された庫内温度が設定温度 TO以上 であるか否かが判断される。電源投入直後は、庫内温度は室温とほぼ等しいため設 定温度 TO以上であり、次のステップ S43に移行して庫内温度が設定温度 TO + 7K 以上であるか否かが判断される。やはり、電源投入直後はここで「Yes」となり、次のス テツプ S44に移行する。ここでは、未だフラグ Bがセットされていないため(B = 0)、ス テツプ S44の判断結果は「No」となり、ステップ S45に移行する。
[0054] ここで、電源投入から第 2基準時間(例えば 60分)を経過しな!、状態ではタイマ TM 2の積算値が 60分に満たないから、ステップ S45の判断結果は「No」となり、ステップ S46に至って庫内温度の温度傾きに応じてインバータ圧縮機 32の回転速度が決定 される。そして、ステップ S42に戻るから、以上の動作が繰り返されてインバータ圧縮 機 32が連続運転され、庫内温度は予め定められた目標とする温度カーブ (冷却速度 )に従って低下する。その冷却速度を目標として冷却したときに設定温度 TOに到達 するまでの時間が、前述の第 2基準時間よりも短くなるように第 2基準時間及び温度 カーブを設定しておけば、タイマ TM2がタイムアップする前にステップ S42で「No」と なり、ステップ S47でタイマ TM1がリセットされると共にフラグ Bはセットされて、インバ ータ圧縮機 32が停止される (ステップ S48)。
[0055] この後、冷却装置 31の停止により庫内温度が徐々に上昇すると、ステップ S42で「 Yes」となるため、庫内温度が設定温度 TO + 7K以上でないことを条件に (ステップ S 43で「Yes」)、ステップ S46に移行してコントロール冷却運転が実行される。以下、こ の運転が庫内温度が設定温度 TO以下に冷却されるまで繰り返されるから、庫内が 設定温度 TOの近辺に維持される。
[0056] ここで、前記実施形態 1と同様に、仮に頻繁な扉の開閉によって庫内温度が徐々に 上昇すると、庫内温度が設定温度 TO + 7Kを上回ったところで、ステップ S43の判 断結果が「Yes」になるため、ステップ S44に移行する。ところが、電源投入後のプル ダウン冷却によっていつたん設定温度 TOまで冷却された後は、フラグ Bがセットされ ているから(ステップ S47)、ステップ S44で「Yes」となり、ステップ S49に移行して高 温補償制御装置による急速な冷却動作が行われる。すなわち、ここでは前記実施形 態 2と同様に、目標とする冷却速度をコントロール冷却運転時のそれの 3倍(3xc)に 設定した冷却運転が実行され、それによつて常に大きな冷却能力が発揮されて庫内 温度が迅速に低下する。
[0057] したがって、この実施形態 5によっても、実施形態 1と同様に、インバータ圧縮機 32 の運転の停止時間も適宜の間隔を開けて確保できるので冷却器 36への大量着霜を 防止でき、それでいながら扉 17が頻繁に開閉されて庫内温度が徐々に上昇する傾 向になったとしても、それを早期に検出して庫内温度を設定温度近辺に抑えることが できる。
また、上述のような高温補償制御装置の動作によって庫内温度を急速に低下させ る冷却運転は、コントロール冷却運転に比べて効率が悪い。この点を鑑み、特にこの 実施形態 5では、冷蔵庫の設置時のプルダウン冷却時には高温補償制御装置の動 作を無効化して実行されな 、ようにし、庫内が!、つたん設定温度まで冷却された後だ けに実行されるようにしたから、無用なエネルギー消費を抑えることができる。
[0058] <他の実施形態 >
本発明は上記記述及び図面によって説明した各実施形態に限定されるものではな ぐ例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記各実施形態では、目標となる温度降下の経時的変化態様は直線として設 定したが、これに限らず、例えば二次関数で現される曲線としてもよい。
(2)上記実施形態では、冷却ユニットの冷却能力を調整する手段として、圧縮機に インバータ圧縮機を用いた場合を例示したが、これに限らず、多気筒で負荷に応じて 駆動する気筒数を調整するアンロード機能付きの圧縮機等、他の容量可変式の圧 縮機を用いてもよい。
[0059] (3)本発明は、上記実施形態に例示した冷却ユニットが冷蔵用と冷凍用に共通化 されている場合に限らず、冷却ユニットが冷蔵または冷凍の専用である場合にも適用 可能である。個々の冷却貯蔵庫に関して、所望のコントロール冷却運転を行うことが できる。
(4)さらに、冷却装置はいわゆるユニット化されておらず、圧縮機、蒸発器等を個々 に装着するようなものであってもよ 、。
(5)実施形態 5では、冷蔵庫の電源投入後のプルダウン冷却運転時には高温補償 制御装置の動作を無効化するようにしたが、これに限らず、庫内温度が一時的に高 温になってしまう冷却器の除霜運転の後に無効化するようにしてもよ!、。その場合に は、除霜運転を実行したときに未冷却状態記憶装置をリセット状態とし、その後の冷 却により庫内温度が設定温度 TOに到達したときにセット状態とすればよい。

Claims

請求の範囲
[1] 庫内温度センサによって測定された庫内温度と、予め定められた設定温度との比 較に基づいて、庫内冷却用の冷却装置の運転を制御することで庫内をほぼ設定温 度に維持するコントロール冷却運転を行うようにした冷却貯蔵庫において、
前記冷却装置は冷却能力可変式とされるとともに、
前記コントロール冷却運転を行う温度領域にぉ 、て目標となる温度降下の経時的 変化態様を示すコントロール冷却運転特性がデータとして記憶された記憶装置と、 前記庫内温度センサによって測定された庫内温度が前記記憶装置から読み出され た前記コントロール冷却運転特性に倣って降下するように前記冷却装置の能力を変 化させるコントロール運転制御装置と、
前記庫内温度が前記設定温度よりも所定温度以上高い状態となったことを条件に 前記冷却装置による冷却能力を前記コントロール運転制御装置の制御に基づく冷却 能力よりも高くする高温補償制御装置とが設けられていることを特徴とする冷却貯蔵 庫。
[2] 前記冷却装置が速度制御可能なインバータ圧縮機を備えているとともに、
前記コントロール運転制御装置は、所定のサンプリング時間ごとに前記庫内温度セ ンサからの信号に基づき庫内温度の降下度を算出する温度変化算出部と、
前記サンプリング時間ごとに前記記憶装置に記憶された前記コントロール冷却運転 特性に基づきこのサンプリング時間の庫内温度における目標の冷却速度を出力する 目標冷却速度出力部と、
前記温度変化算出部で算出された実際の冷却速度と、前記目標冷却速度出力部 力 出力された目標の冷却速度とを比較する比較部と、
この比較部の比較結果に基づき、前記実際の冷却速度が前記目標の冷却速度よ りも小さい場合には前記冷却能力を高め、前記実際の冷却速度が前記目標の冷却 速度よりも大きい場合には前記冷却能力を低下させる速度制御部とを備えて構成さ れていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の冷却貯蔵庫。
[3] 前記庫内温度が前記コントロール冷却運転を行う温度領域よりも高温にあるときにリ セット状態にされると共に、庫内温度が前記コントロール冷却運転を行う温度領域ま で冷却された後にセット状態にされる未冷却状態記憶装置を備え、その未冷却状態 記憶装置が前記リセット状態にあるときには前記高温補償制御装置による制御を無 効化する無効化手段が設けられていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の 冷却貯蔵庫。
[4] 前記庫内温度が前記コントロール冷却運転を行う温度領域よりも高温にあるときにリ セット状態にされると共に、庫内温度が前記コントロール冷却運転を行う温度領域ま で冷却された後にセット状態にされる未冷却状態記憶装置を備え、その未冷却状態 記憶装置が前記リセット状態にあるときには前記高温補償制御装置による制御を無 効化する無効化手段が設けられていることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の 冷却貯蔵庫。
[5] 高温補償制御装置は、前記庫内温度が前記設定温度よりも所定温度以上高!、状 態となつたことが所定の基準時間の間 «続したことを条件に動作するように構成され ており、前記無効化手段は、前記高温補償制御装置における前記基準時間を長く 設定することで前記高温補償制御装置の動作を阻止することを特徴とする請求の範 囲第 1項に記載の冷却貯蔵庫。
[6] 高温補償制御装置は、前記庫内温度が前記設定温度よりも所定温度以上高!、状 態となつたことが所定の基準時間の間 «続したことを条件に動作するように構成され ており、前記無効化手段は、前記高温補償制御装置における前記基準時間を長く 設定することで前記高温補償制御装置の動作を阻止することを特徴とする請求の範 囲第 2項に記載の冷却貯蔵庫。
[7] 高温補償制御装置は、前記庫内温度が前記設定温度よりも所定温度以上高!、状 態となつたことが所定の基準時間の間 «続したことを条件に動作するように構成され ており、前記無効化手段は、前記高温補償制御装置における前記基準時間を長く 設定することで前記高温補償制御装置の動作を阻止することを特徴とする請求の範 囲第 3項に記載の冷却貯蔵庫。
[8] 高温補償制御装置は、前記庫内温度が前記設定温度よりも所定温度以上高!、状 態となつたことが所定の基準時間の間 «続したことを条件に動作するように構成され ており、前記無効化手段は、前記高温補償制御装置における前記基準時間を長く 設定することで前記高温補償制御装置の動作を阻止することを特徴とする請求の範 囲第 4項に記載の冷却貯蔵庫。
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