JP2000356447A

JP2000356447A - 冷凍システムのインバータ装置

Info

Publication number: JP2000356447A
Application number: JP11166407A
Authority: JP
Inventors: Koji Hamaoka; 孝二浜岡; Keiji Ogawa; 啓司小川; Tomonori Nakano; 智紀中野; Ichiro Sugioka; 一郎杉岡; Toshio Mamiya; 寿夫間宮
Original assignee: Matsushita Refrigeration Co
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-06-14
Filing date: 1999-06-14
Publication date: 2000-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】冷凍システムのインバータ装置において、回
転数制御のための別途電子制御回路が必要であり、大型
化しコストもアップするという課題を解決し、小型で低
コストな冷凍システムのインバータ装置を提供する。【解決手段】区画された部屋内の温度検出部の出力を
インバータ１１に入力するとともに、温度検出部２４の
温度変化または時間変化により圧縮機１２の回転数を決
定するようにしたことにより、非常に簡単な構成で圧縮
機の回転数制御が可能となり、小型化・低コスト化を実
現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍システムにお
いて圧縮機をインバータを用いて可変速制御を行い冷凍
能力を変化させる冷凍システムのインバータ装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、冷蔵庫やエアコンのような冷凍シ
ステムにおいて、圧縮機のモータの可変速制御を行い、
冷凍システムの冷凍能力を周囲の状況に応じて変化させ
ることにより、高効率で運転することが、提案されてい
る。

【０００３】このような従来の冷凍システムのインバー
タ装置としては、たとえば特開平８−２８５４３２号公
報に示されているとおりである。

【０００４】以下、従来の冷凍システムのインバータ装
置を図１４を用いて説明する。図１４は従来の冷凍シス
テムのインバータ装置のブロック図を示す。

【０００５】図１４において、１は商用電源であり、例
えば日本の場合は１００Ｖ５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの電
源である。２はインバータであり、固定周波数の商用電
源から任意周波数、任意電圧の交流出力を得る。

【０００６】３は圧縮機であり、内部にモータ（図時せ
ず）が組み込まれている。インバータ２の出力によっ
て、圧縮機３のモータを可変速運転する。

【０００７】４は冷蔵庫制御回路であり、冷凍室の庫内
温度を検出する庫内温度検出手段５、外気温度を検出す
る外気温検出手段６、吐出配管温度、蒸発器温度などを
検出するシステム温度検出手段７などの冷凍システム
（この従来例の場合は冷蔵庫）の周囲の状況をセンシン
グする手段を有する。

【０００８】また、霜取用のヒータ（図示せず）を制御
するヒータ駆動回路８や、蒸発器や凝縮器用のファンモ
ータを駆動するファン駆動回路などを有する。

【０００９】以上の様に構成された従来の冷凍システム
のインバータ装置について次に動作を説明する。

【００１０】庫内温度、外気温、システム温度などを検
知し、これらの周囲の状況を総合的に判断し、冷蔵庫制
御回路４により圧縮機３の回転数を決定し、インバータ
２に指令を送る。この指令を送るには例えばシリアル通
信やパラレル通信などの方法が一般的に取られる。

【００１１】また、圧縮機３の運転に同期させてファン
駆動回路９でファンを駆動させる。また、圧縮機３の運
転時間を積算し、積算時間が一定時間を超えると、圧縮
機３を停止させ、ヒータ駆動回路８を動作させて、蒸発
器についた霜を溶かす霜取りを行うために霜取りヒータ
（図示せず）に通電を行う。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構成では、次のような課題があった。

【００１３】インバータを搭載する冷凍システムにおい
て、その制御は電子式制御回路を搭載していることが必
須であった。しかし、現実には電子式制御回路を搭載し
ているものは少なく、機械式と呼ばれる制御方式、即ち
サーモスタットなどの温度スイッチで圧縮機をオン／オ
フさせて、冷蔵庫庫内の温度を一定に保つ様にしてい
る。

【００１４】このような冷凍システムにおいては、イン
バータを搭載する場合に、まず新たに電子式制御回路を
導入する必要があった。この場合、インバータ自体は従
来の単相インダクションモータの起動コンデンサや運転
コンデンサなどを収めた電装品ボックスとほぼ同等の寸
法で実現できるので、その場所に格納可能ではあるが、
電子式制御回路分だけサイズが大きくなってしまう。

【００１５】即ち、電子式制御回路を収納する部分を冷
凍システムの一部に設ける必要があり、例えば冷蔵庫の
庫内容積が減少したりする原因となる。結局電子式制御
回路を含むインバータ制御回路自体が大型化したのと同
様になる。また、コストも大幅にアップし、更に製造工
数なども大幅にアップするという課題を有していた。

【００１６】また、このようなことを避けるためには、
例えばインバータの電源自体をサーモスタット等の温度
スイッチで直接オン／オフする方法が考えられるが、こ
の時はインバータとその回転数を変える方法が困難であ
り、常に一定速で運転することになりインバータとして
の十分な機能を果たすことができない。即ち、省エネ運
転や急速冷凍運転などができないという課題を有してい
た。

【００１７】本発明は、非常に簡単な方法で回路が大型
化することを防ぎ、更にコストの上昇も最小限に抑え、
更に製造工数も従来とほとんど変わらずにできる冷凍シ
ステムのインバータ装置を提供することを目的とする。

【００１８】また、本発明はインバータによる圧縮機の
運転を最適に制御し、インバータの機能を十分に引き出
し、省エネ運転や急速冷凍運転などを実現することを目
的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、蒸発器によって冷却される外部と区画され
た部屋の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部
の出力を前記インバータに入力するとともに、前記温度
検出部の温度変化または時間変化により前記圧縮機の回
転数を決定するように構成したものである。

【００２０】これにより、インバータに温度検出部を設
けるだけで、従来のような電子式制御回路を不要とする
ことにより、小型化・低コスト化・製造工数の抑制を実
現できる。

【００２１】また、電源投入判定手段で電源投入された
と判断した時回転数を強制的に高い回転数に設定するよ
うに構成したものである。

【００２２】これにより、冷凍システムの電源投入時に
圧縮機を高速運転を行い、冷凍能力を向上させるので電
源投入時の冷凍システムの庫内の速やかな冷却を実現で
きる。

【００２３】また、ヒータ駆動手段で霜取を実行し完了
したのち回転数を強制的に高い回転数に設定するように
構成したものである。

【００２４】これにより、冷凍システムの霜取り実行後
に圧縮機を高速運転を行い、冷凍能力を向上させるので
霜取り終了後の冷凍システムの庫内の速やかな冷却を実
現できる。

【００２５】また、蒸発器によって冷却される外部と区
画された部屋の温度によりオン／オフする温度スイッチ
と、前記温度スイッチの出力をインバータに入力すると
ともに、前記温度スイッチがオフした時にオフする直前
の回転数とオンしていた時間とから次回オンする時の回
転数を決定するように構成したものである。

【００２６】これにより、オフする直前の回転数とオン
していた時間とから、次回オンする時の回転数を決定す
ることができるので、常に冷却負荷に応じた最適な回転
数で高効率な運転が可能となる。

【００２７】また、温度スイッチの出力をインバータに
入力するとともに、前記温度スイッチがオンしている時
間が第１の所定時間をこえると回転数をアップするよう
に構成したものである。

【００２８】これにより、冷却負荷が高く現在の回転数
で冷却能力が不足している時、そのオンしている時間で
判断し、その時間が第１の所定時間を超えると回転数を
１段階アップすることにより、速やかに冷却負荷に対応
した冷却を行い庫内を冷却することが可能となる。

【００２９】また、温度スイッチの出力をインバータに
入力するとともに、前記温度スイッチがオンしている時
間が第２の所定時間より短ければ次回オンする時の回転
数を１段低く設定するように構成したものである。

【００３０】これにより、現在の回転数で十分に冷却能
力が足りているとき、次回の運転では更に冷却能力をダ
ウンして運転するので冷却負荷が軽くなってもより高効
率な運転ができることとなる。

【００３１】また、温度スイッチの出力をインバータに
入力するとともに、前記温度スイッチがオフしている時
間が第３の所定時間より短ければ最低回転数を高く設定
するように構成したものである。

【００３２】これにより、圧縮機のオフしている区間の
時間から、冷凍システムの周囲環境の温度が高いか低い
か判断でき、その時間が第３の所定時間より短ければ周
囲環境の温度が高いと判断し、最終回転数を高く設定す
ることにより、高外気温での冷凍システムの冷却能力不
足が発生するのを防止することができる。

【００３３】また、温度スイッチの出力をインバータに
入力するとともに、オン時間とオフ時間から運転率を演
算する運転率演算手段と、前記運転率演算手段にて決定
した運転率が予め決められた範囲内に入るように回転数
を設定するように構成したものである。

【００３４】これにより、冷凍システムの効率が最も高
い運転率の範囲でインバータ装置は回転数制御運転する
こととなり、大幅な省エネを図ることができる。

【００３５】また、温度スイッチの出力をインバータに
入力するとともに、回転数とオン時間との積から必要冷
凍能力を推定する能力推定手段と、前記能力推定手段に
て推定した能力によって次回オンした時の回転数を決定
するように構成したものである。

【００３６】これにより、常に運転状態から必要な冷凍
能力を推定することができ、その周囲状況に最適な運転
を供給することができる。

【００３７】また、蒸発器によって冷却される外部と区
画された部屋の温度を検出する温度センサと、前記温度
センサの出力をインバータに入力するとともに、前記温
度センサで検出された温度に応じて回転数を決定するよ
うに構成したものである。

【００３８】これにより、外部と区画された部屋の温度
を直接検出して圧縮機の回転数を決めることができるの
で、現在の庫内温度に応じた最適な冷却を実現すること
ができる。

【００３９】また、温度検出部の温度変化または時間変
化により圧縮機の回転数を決定するようにし、前記回転
数の決定条件を不揮発性メモリに記憶し、インバータの
電源立ち上げ時に前記不揮発メモリから読み出して設定
するように構成したものである。

【００４０】これにより、このインバータ装置を搭載す
る冷凍システムが変わっても不揮発性メモリの内容を変
えるだけで、各々の冷凍システムに最適なインバータを
提供することができる。

【００４１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、蒸発器によって冷却される外部と区画された部屋の
温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部の出力を
インバータに入力するとともに、前記温度検出部の温度
変化または時間変化により前記圧縮機の回転数を決定す
るようにしたものであり、インバータ装置に温度検出部
を取り付けるだけで非常に簡単な方法で自動的に運転す
るという作用を有する。

【００４２】本発明の請求項２に記載の発明は、電源投
入判定手段で電源投入されたと判断した時回転数を強制
的に高い回転数に設定することにより、冷凍システムの
電源投入時に圧縮機を高速運転を行い、冷凍能力を向上
させるという作用を有する。

【００４３】本発明の請求項３に記載の発明は、ヒータ
駆動手段で霜取を実行し完了したのち回転数を強制的に
高い回転数に設定することにより、冷凍システムの霜取
り実行後に圧縮機を高速運転を行い、冷凍能力を向上さ
せるという作用を有する。

【００４４】本発明の請求項４に記載の発明は、蒸発器
によって冷却される外部と区画された部屋の温度により
オン／オフする温度スイッチと、前記温度スイッチの出
力をインバータに入力するとともに、前記温度スイッチ
がオフした時にオフする直前の回転数とオンしていた時
間とから次回オンする時の回転数を決定することによ
り、オフする直前の回転数とオンしていた時間とから、
次回オンする時の回転数を決定するという作用を有す
る。

【００４５】本発明の請求項５に記載の発明は、温度ス
イッチの出力をインバータに入力するとともに、前記温
度スイッチがオンしている時間が第１の所定時間をこえ
ると回転数をアップすることにより、冷却負荷が高く現
在の回転数で冷却能力が不足している時、そのオンして
いる時間で判断するという作用を有する。

【００４６】本発明の請求項６に記載の発明は、温度ス
イッチの出力をインバータに入力するとともに、前記温
度スイッチがオンしている時間が第２の所定時間より短
ければ次回オンする時の回転数を１段低く設定すること
により、現在の回転数で十分に冷却能力が足りていると
き、次回の運転では更に冷却能力をダウンして運転する
という作用を有する。

【００４７】本発明の請求項７に記載の発明は、温度ス
イッチの出力をインバータに入力するとともに、前記温
度スイッチがオフしている時間が第３の所定時間より短
ければ最低回転数を高く設定することにより、圧縮機の
オフしている区間の時間から、冷凍システムの周囲環境
の温度が高いか低いか判断でき、その時間が第３の所定
時間より短ければ周囲環境の温度が高いと判断し、最低
回転数を高く設定するという作用を有する。

【００４８】本発明の請求項８に記載の発明は、温度ス
イッチの出力をインバータに入力するとともに、オン時
間とオフ時間から運転率を演算する運転率演算手段と、
前記運転率演算手段にて決定した運転率が予め決められ
た範囲内に入るように回転数を決定することにより、冷
凍システムの効率が最も高い運転率の範囲でインバータ
装置は回転数制御運転するという作用を有する。

【００４９】本発明の請求項９に記載の発明は、温度ス
イッチの出力をインバータに入力するとともに、回転数
とオン時間との積から必要冷凍能力を推定する能力推定
手段と、前記能力推定手段にて推定した能力によって次
回オンした時の回転数を決定することにより、常に運転
状態から必要な冷凍能力を推定することができるという
作用を有する。

【００５０】本発明の請求項１０に記載の発明は、蒸発
器によって冷却される外部と区画された部屋の温度を検
出する温度センサと、前記温度センサの出力をインバー
タに入力するとともに、前記温度センサで検出された温
度に応じて回転数を決定することにより、外部と区画さ
れた部屋の温度を直接検出して圧縮機の回転数を決める
ことができるという作用を有する。

【００５１】本発明の請求項１１に記載の発明は、温度
検出部の温度変化または時間変化により圧縮機の回転数
を決定するようにし、前記回転数の決定条件を不揮発性
メモリに記憶し、インバータの電源立ち上げ時に前記不
揮発メモリから読み出して設定することにより、このイ
ンバータ装置を搭載する冷凍システムが変わっても不揮
発性メモリの内容を変えるだけで、各々の冷凍システム
に最適なインバータを提供することができるという作用
を有する。

【００５２】以下、本発明の実施の形態１について、図
１から図６を用いて説明する。

【００５３】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１の冷凍システムのインバータ装置のブロック図であ
る。

【００５４】図１において、１０は商用電源であり、例
えば日本の場合は、１００Ｖ６０Ｈｚなどの固定電圧、
固定周波数の電源である。

【００５５】１１はインバータであり、商用電源１０を
入力とし、任意周波数、任意電圧の出力を行い、圧縮機
１２の回転数をある決められた範囲の運転回転数（例え
ば３０ｒ／ｓから８０ｒ／ｓの回転数範囲）で変化させ
る。本実施例では３０ｒ／ｓから８０ｒ／ｓの間を１０
ｒ／ｓごとに制御するものとして説明を行う。

【００５６】圧縮機１２は凝縮器１３、減圧器１４、蒸
発器１５とを配管１６で接続し、閉ループとして冷却シ
ステムを構成している。

【００５７】圧縮機１２で圧縮された高温，高圧の冷媒
ガスは凝縮器１３で放熱され、液化する。この時、凝縮
器１３での放熱をさらに促進させるために、凝縮ファン
１７を用いて強制空冷を行っている。

【００５８】凝縮器１３で液化された冷媒は減圧器１４
で、その圧力が下げられる。この減圧器１４には冷蔵庫
などには一般的にキャピラリチューブと呼ばれる非常に
内径の細いパイプが使用されるが、電磁膨張弁などが使
用されることもある。

【００５９】減圧器１４で減圧された冷媒は蒸発器１５
内部で蒸発を行い、その時蒸発器１５の周囲の熱を吸熱
することにより、冷却を行う。また、冷却された空気は
庫内ファン１８で、外部と断熱壁２０などによって区画
された部屋１９に循環され、部屋１９全体を冷却する。

【００６０】蒸発した冷媒ガスは配管１６を通って圧縮
機１２に戻り、再び圧縮から繰り返される。

【００６１】蒸発器１５で冷却され、庫内ファン１８で
循環される冷やされた空気は、断熱壁１９で周囲と熱的
に断熱され区画されている部屋２０に強制的に循環さ
れ、部屋２０を冷却できることになる。

【００６２】また、蒸発器１５は冷却時にマイナス温度
になるので、循環する空気内の水蒸気が付着し、着霜す
ることによりその熱交換性能が劣化する。そのため着霜
がある程度進行してきた時に、圧縮機１２を強制的に停
止し、除霜ヒータ２１に通電して熱を加えることによ
り、この霜を融かす。

【００６３】２２は温度スイッチであり、感温部２３は
区画された部屋２０の温度を検出できる部分に取り付け
られ、その検出された温度によりオン／オフを行う。こ
のオン／オフは温度入力回路２４を介して、インバータ
１１に入力される。

【００６４】２５は急凍スイッチであり、インバータ１
１に直接入力されている。急凍スイッチが押されるとイ
ンバータは一定時間、一定回転数の出力（例えば８０ｒ
／ｓで９０分間）を出し、圧縮機１２を運転し、通常の
運転時よりも回転数を上げ、部屋２０を急速に冷却する
ことができる。

【００６５】２６はヒータ駆動回路であり、インバータ
１１から直接駆動され、除霜ヒータ２１を制御する。圧
縮機２１の運転の積算時間（オンしている時間の積算
値）が所定時間（例えば８時間）を越えると、一旦圧縮
機１２を強制的に停止し、除霜ヒータ２１をオンするこ
とにより、蒸発器１５についた霜を融かして霜取りを行
う。

【００６６】２７はファン駆動回路であり、インバータ
１１から直接駆動され、凝縮ファン１７と庫内ファン１
８とを制御する。圧縮機１２がオンしている時、凝縮器
ファン１７と庫内ファン１８とをオンさせ冷凍動作を行
う。また、圧縮機１２がオフすると凝縮器ファン１７と
庫内ファン１８とをオフさせる。

【００６７】図２は、本発明の実施の形態１のインバー
タ１１のブロック図である。

【００６８】図２において、３０は整流回路である。本
実施例では２個の整流ダイオード３０ａ、３０ｂと、２
個の電解コンデンサ３０ｃ、３０ｄとで倍電圧整流方式
として示した。ここでは商用電源１０の交流電圧（１０
０Ｖ）入力を整流して、直流電圧（約２５０Ｖ）を得
る。

【００６９】３１はパワー回路で６個のパワー素子３１
ａ〜３１ｆを３相ブリッジ接続している。整流回路３０
の直流電圧を入力として、パワー素子３１ａ〜３１ｆを
順次駆動していくことにより３相交流出力をつくり出
す。

【００７０】３２はモータであり、圧縮機１２の中に内
蔵されている。本実施例ではこのモータをブラシレスＤ
Ｃモータとして説明する。ブラシレスＤＣモータは回転
子側に永久磁石を持っており、高効率なモータとして知
られている。

【００７１】３３は位置検出回路であり、モータ３２の
回転子の回転位置をモータ３２の巻線電圧から検出する
ものであり、その検出状態によりパワー回路３１のパワ
ー素子３１ａ〜３１ｆのオン、オフを制御して、モータ
を回転させる。

【００７２】３４はマイコンであり、その中にはモータ
駆動手段３５、回転数指令手段３６時間測定手段３７、
運転時間積算手段３８、霜取制御手段３９等を有する。

【００７３】温度入力回路２４のオン、オフの信号は回
転数指令手段３６、時間測定手段３７、運転時間積算手
段３８に入力される。

【００７４】回転数指令手段３６では、温度入力回路の
信号により、最適な回転数を設定して、モータ駆動手段
３５に指令回転数として出力し、圧縮機１２の回転数制
御を行う。

【００７５】時間測定手段３７では、温度入力回路２４
のオンしている時間、またはオフしている時間などを測
定し、必要に応じて回転数指令手段３６に情報を送出し
て、回転数指令手段３６で回転数を変化させる。

【００７６】運転時間積算手段３８では、温度入力回路
２４のオンしている時間を積算して、所定時間（例えば
８時間）が経過すると、回転数指令手段３６と霜取制御
手段３９に信号を送出する。この信号を受けて回転数指
令手段３６は圧縮機１２の運転を停止し、霜取制御手段
３９はヒータ駆動回路２６を介して除霜ヒータ２１に通
電を行い、蒸発器１５の霜取りを行う。

【００７７】電源投入判定手段４０では、電源が投入さ
れたかどうか判断し、電源投入と判定した時、回転数指
令手段３６に信号を送出する。回転数指令手段３６では
電源投入時には通常時より高い回転数で回転数制御を行
い、高冷却能力運転を行う。

【００７８】急凍スイッチ２５の信号は回転数指令手段
３６に入力される。急凍スイッチが入力されると回転数
指令手段３６で通常時より高い回転数で回転数制御を行
い、高冷却能力運転を行い、急速冷凍を実現する。

【００７９】このように構成された冷凍システムのイン
バータ装置について、次に図３を用いてその動作を説明
する。図３は本発明の実施の形態１の全体制御の流れ図
である。

【００８０】図３において、ＳＴＥＰ１が動作のスター
トである。

【００８１】ＳＴＥＰ２で電源投入か否かを判定する。
電源投入である時は、ＳＴＥＰ３で次回の回転数とし
て、高回転数（例えば８０ｒ／ｓ）を設定して、ＳＴＥ
Ｐ４に進む。電源投入でない場合は、そのままＳＴＥＰ
４に進む。

【００８２】ＳＴＥＰ４で霜取り後か否かを判定する。
霜取後である時は、ＳＴＥＰ５で次回の回転数として、
高回転数（例えば８０ｒ／ｓ）を設定して、ＳＴＥＰ６
に進む。霜取後でない場合は、そのままＳＴＥＰ６に進
む。

【００８３】ＳＴＥＰ６で急凍状態か否かを判定する。
ここで急凍状態とは急凍スイッチ２５が一度押された状
態で急凍状態となり、一定時間（例えば９０分）の経過
か、または、急凍スイッチ２５が再度押された時に解除
するものとする。急凍状態である時は、ＳＴＥＰ７では
強制的に圧縮機１２を運転し、更に高回転運転（例えば
８０ｒ／ｓ）で運転し、ＳＴＥＰ１２に進む。急凍状態
でない場合は、そのままＳＴＥＰ８に進む。

【００８４】ＳＴＥＰ８で温度入力回路２４がオフかオ
ンかを判定する。オン状態である時は、ＳＴＥＰ９で回
転数制御による圧縮機１２の運転を行う。その時、前述
したＳＴＥＰ３またはＳＴＥＰ５で高回転数が設定され
ている時は、その回転数で運転し、ＳＴＥＰ１２に進
む。オフ状態の場合は、ＳＴＥＰ１０に進む。

【００８５】ＳＴＥＰ１０では、前回のオン（圧縮機運
転）の状態を判断し、次回オンした時の回転数を設定
し、ＳＴＥＰ１１に進む。ＳＴＥＰ１１ではオフ時間を
判断し、最低回転数を設定する。ＳＴＥＰ１０で設定さ
れた回転数が、ＳＴＥＰ１１で設定された最低回転数よ
り低ければ、回転数を再設定する。

【００８６】ＳＴＥＰ１２では、圧縮機１２の運転のオ
ン時間の積算時間を判断し、時間ｔｄ（例えば８時間）
より大きいかどうか判断する。大きい場合はＳＴＥＰ１
３で霜取制御を行い、ＳＴＥＰ４に戻る。小さい場合は
そのままＳＴＥＰ５に戻る。

【００８７】ここで高回転数の例として、最高回転数の
８０ｒ／ｓとしたが、冷凍能力が十分であれば、低い回
転数でも全く問題はない。また、霜取制御と急凍制御に
ついては詳しくは述べていないが、霜取制御中は急凍動
作を待機したり、急速動作中は霜取制御動作を待機する
ことは行っている。

【００８８】次に、図３の回転数制御について、図４を
用いて更に詳しく説明する。図４は本発明の実施の形態
１の回転数制御の流れ図を示す。

【００８９】まずＳＴＥＰ２０で温度入力回路２４がオ
フ状態からオン状態に変化したか否かの判定を行う。温
度入力回路がオフ状態のままであれば、ＳＴＥＰ２１で
圧縮機１２を停止し、ＳＴＥＰ２０に戻る。また、温度
入力回路２４がオフ状態からオン状態に変化していれ
ば、ＳＴＥＰ２２に進む。

【００９０】ＳＴＥＰ２２ではオフ時間が第３の所定時
間ｔ３（例えば２０分）より大きいかどうか判定する。
ｔ３より大きければＳＴＥＰ２３で最低回転数をｎ１に
設定し、ＳＴＥＰ２５に進む。ｔ３より小さければＳＴ
ＥＰ２４で最低回転数をｎ２に設定し、ＳＴＥＰ２５に
進む。ここで最低回転数はｎ２＞ｎ１とする。

【００９１】ＳＴＥＰ２５では予め設定されている次回
回転数（詳細については後述する）を読み出す。

【００９２】次に、ＳＴＥＰ２６ではＳＴＥＰ２５で読
み出された次回回転数と、ＳＴＥＰ２３、ＳＴＥＰ２４
で設定された最低回転数とを比較し、次回回転数＜最低
回転数であれば、ＳＴＥＰ２７で次回回転数を最低回転
数に更新し、ＳＴＥＰ２８に進む。またそうでなければ
そのままＳＴＥＰ２８に進む。

【００９３】ＳＴＥＰ２８では設定回転数に次回回転数
を設定する。次にＳＴＥＰ２９で圧縮機１２をＳＴＥＰ
２８で定めた設定回転数で運転を行う。

【００９４】次に、ＳＴＥＰ３０で運転時間（圧縮機１
２がオンしている時間）と第一の所定時間ｔ１（例えば
６０分）とを比較する。運転時間がｔ１を越えていれ
ば、ＳＴＥＰ３１で設定回転数を一段アップしＳＴＥＰ
３２に進む。例えば、３０ｒ／ｓで６０分間連続で運転
していると、現在の冷却能力が不足していると判断し、
回転数を一段アップし、４０ｒ／ｓで運転を継続させる
ことになる。運転時間がｔ１を越えてなければ、そのま
まＳＴＥＰ３２に進む。

【００９５】ＳＴＥＰ３２では、ＳＴＥＰ３１で一旦回
転数をアップさせたのちの運転時間を計測し、その運転
時間と第４の所定時間ｔ４（例えば３０分）と比較す
る。運転時間がｔ４を越えていれば、ＳＴＥＰ３３で設
定回転数を一段アップしＳＴＥＰ３４に進む。例えば、
先ほど回転数を４０ｒ／ｓにアップさせたが、３０分た
ってもオフしていないので、冷凍能力が不足していると
判断し、回転数を更に５０ｒ／ｓにアップする。運転時
間がｔ４を越えてなければ、そのままＳＴＥＰ３４に進
む。

【００９６】ここで、ｔ１を６０分、ｔ４を３０分とｔ
１＞ｔ４となる様にしているが、これは一旦冷凍システ
ムが能力不足であると判定した時、なるべく速く部屋が
冷やされる様にするためである。

【００９７】ＳＴＥＰ３４では、温度入力回路２４がオ
ン状態からオフ状態に変化したか否かの判定を行う。温
度入力回路がオン状態のままであれば、ＳＴＥＰ２９か
ら繰り返す。また、温度入力回路２４がオン状態からオ
フ状態に変化していれば、ＳＴＥＰ３５に進む。

【００９８】ＳＴＥＰ３５では、運転時間（圧縮機１２
がオンしてからオフするまでの時間）と第３の所定時間
ｔ２（例えば２０分）とを比較する。運転時間がｔ２よ
り短ければ、ＳＴＥＰ３６で現在の回転数（オフする直
前の回転数）よりも１段ダウンした回転数を次回回転数
として設定する。また、運転時間がｔ２より長ければ、
ＳＴＥＰ３７で現在の回転数をそのまま設定回転数とし
て設定する。ＳＴＥＰ３６、ＳＴＥＰ３７ともに完了後
はＳＴＥＰ２０に戻り、始めから動作を繰り返す。

【００９９】次に、この回転数制御を更に図５を用いて
詳しく説明する。図５は本発明の実施の形態１の回転数
制御の動作タイミング図である。図５において（ａ）は
温度入力回路２４のオン／オフの状態を示し、（ｂ）は
圧縮機１２の運転状況を示すものであり、横軸は時間を
示す。この時はオフ区間は常に第３の所定時間ｔ３より
大きいものとする。

【０１００】まず、オンしている区間１について説明す
る。圧縮機１２は３０ｒ／ｓの回転数で時間ｔ１０（１
５分）の間、運転する。この時、ｔ１０（１５分）＜ｔ
２（２０分）であるが、回転数は既に最低回転数３０ｒ
／ｓであるので、次回回転数はダウンはせず、圧縮機１
２がオフ時に現在の回転数と同じ回転数３０ｒ／ｓを設
定する。

【０１０１】次にオンしている区間２について説明す
る。圧縮機１２は３０ｒ／ｓの回転数で時間ｔ１１（６
０分）の間、運転する。この時オフしないのは、例えば
区画された部屋２０に暖かい物が投入され、一時的に冷
却能力が不足していることが考えられる。圧縮機１２の
運転時間がｔ１（６０分）を経過したので、回転数を一
段アップして４０ｒ／ｓにする。

【０１０２】４０ｒ／ｓに回転数をアップさせた後、更
に時間ｔ１２（３０分）経過してもまだオフにならない
ため、さらに回転数を一段アップして５０ｒ／ｓにす
る。冷凍能力がアップしたために時間ｔ１３（１０分）
経過後に、温度入力回路２４がオフし、圧縮機１２も運
転停止する。この時、運転期間がｔ１１＋ｔ１２＋ｔ１
３（１００分）となり、第３の所定時間ｔ３（２０分）
より大きいので、現在の回転数、即ち５０ｒ／ｓを次回
回転数として設定する。

【０１０３】次にオンしている区間３について説明す
る。圧縮機１２は区間２のオフ時に次回回転数として設
定された５０ｒ／ｓの回転数で時間ｔ１４（１０分）の
間、運転する。この時、ｔ１４（１０分）＜ｔ２（２０
分）であるので、次回回転数は一段ダウンし、回転数４
０ｒ／ｓを設定する。

【０１０４】次にオンしている区間４について説明す
る。圧縮機１２は区間３のオフ時に次回回転数として設
定された４０ｒ／ｓの回転数で時間ｔ１５（１５分）の
間、運転する。この時、ｔ１５（１５分）＜ｔ２（２０
分）であるので、次回回転数は一段ダウンし、回転数３
０ｒ／ｓを設定する。

【０１０５】次にオンしている区間５について説明す
る。圧縮機１２は区間４のオフ時に次回回転数として設
定された３０ｒ／ｓの回転数で時間ｔ１６（２５分）の
間、運転する。この時、ｔ１６（２５分）＞ｔ２（２０
分）であるので、次回回転数はオフする直前の回転数で
ある回転数３０ｒ／ｓを設定する。

【０１０６】以上の様な動作を繰り返し、負荷の状態に
応じた最適な運転を行い、更に大幅な省エネも得ること
ができる。

【０１０７】次に、図４のＳＴＥＰ２２でのオフ時間判
定の内容について、図６を用いて詳しく説明する。図６
は冷凍システムの外気温度とオフ時間との特性図を示
す。

【０１０８】図１に示す圧縮機１２がオフしている時は
冷凍能力はゼロであるため、外部と断熱壁１９などによ
って区画された部屋２０の温度は外気からの断熱壁１９
を介して侵入してくる熱により上昇してくる。部屋２０
内の温度と外気温度との差が大きいほど、この熱の熱量
は多くなるので温度上昇の傾きが大きくなる。

【０１０９】従って、所定の温度でオン／オフする温度
スイッチの場合、その差はオフ時間により変化する。部
屋２０内の温度はコントロールされておりほぼ一定であ
るので、このオフ時間を測定することにより、外気温度
が推定できることになる。

【０１１０】そこで、図６はある冷凍システムの外気温
度とオフ時間の特性図を示すが、横軸に外気温度、縦軸
にオフ時間をとり、その相関関係をグラフとして示して
いる。このグラフに示す様に、外気温度が高くなるとオ
フ時間は短くなる特性となる。これは前述した様に外気
温度が高いほど侵入熱量が増加するので，部屋の温度上
昇が速くなるためである。

【０１１１】図６のグラフから、外気温度が２０℃のと
きオフ時間が２０分であるので、図４のＳＴＥＰ２２に
示した様に、オフ時間と第３の所定時間ｔ３（２０分）
とを比較することにより、外気温度が２０℃より高いか
低いかが推定できる。

【０１１２】このような推定を行った結果、高外気温
（２０℃以上）である時は、最低回転数を４０ｒ／ｓと
し、また、低外気温（２０℃未満）である時は、最低回
転数を３０ｒ／ｓとすることにより、高外気温での冷凍
能力不足を防止することができる。

【０１１３】もちろん、冷蔵庫の冷凍システムなどにお
いては、外気温以外にもドアの開閉等によってこのオフ
時間は変化する可能性がある。この場合は数回のオフ時
間を測定し、平均を取るとそれらの影響をある程度キャ
ンセルすることができる。

【０１１４】以上説明した通り、本発明の実施の形態１
の冷凍システムのインバータ装置はつぎのような効果が
ある。

【０１１５】蒸発器１５によって冷却される外部と区画
された部屋２０の温度を検出する温度入力回路２４と、
温度入力回路２４の出力をインバータ１１に入力すると
ともに、温度入力回路の時間変化により前記圧縮機１２
の回転数を決定するようにしたものであり、インバータ
１１に温度入力回路２４を設けるだけで、従来のような
電子式制御回路を不要とすることができ、小型化・低コ
スト化・製造工数の抑制を実現できる。

【０１１６】また、電源投入判定手段４０で電源投入さ
れたと判断した時回転数を強制的に高い回転数に設定す
るようにしたことにより、冷凍システムの電源投入時に
圧縮機１２を高速運転を行い、冷凍能力を向上させるこ
とができるので電源投入時の冷凍システムの庫内の速や
かな冷却を実現できる。

【０１１７】また、ヒータ駆動手段２６で霜取を実行し
完了したのち回転数を強制的に高い回転数に設定するよ
うにすることにより、冷凍システムの霜取り実行後に、
冷凍能力を向上させることができるので霜取り終了後の
冷凍システムの部屋２０の速やかな冷却を実現できる。

【０１１８】また、温度入力回路２４がオフした時に、
オフする直前の回転数とオンしていた時間とから次回オ
ンする時の回転数を決定するようにしたことにより、オ
フする直前の回転数とオンしていた時間とから、次回オ
ンする時の回転数を決定することができるので、常に冷
却負荷に応じた最適な回転数で高効率な運転が可能とな
る。

【０１１９】また、温度入力回路２４がオンしている時
間が第１の所定時間ｔ１をこえると回転数をアップする
ようにしたことにより、冷却負荷が高く現在の回転数で
冷却能力が不足している時、回転数を１段階アップする
ことにより、速やかに冷却負荷に対応した冷却を行い庫
内を冷却することが可能となる。

【０１２０】また、温度入力回路２４がオンしている時
間が第２の所定時間ｔ２より短ければ次回オンする時の
回転数を１段低く設定するようにしたことにより、現在
の回転数で十分に冷却能力が足りているとき、次回の運
転では更に冷却能力をダウンして運転するので冷却負荷
が軽くなってもより高効率な運転ができることとなる。

【０１２１】また、温度入力回路２４がオフしている時
間が第３の所定時間ｔ３より短ければ最低回転数を高く
設定するようにすることにより、圧縮機１２のオフして
いる区間の時間から、冷凍システムの周囲環境の温度が
高いか低いか判断でき、その時間が第３の所定時間ｔ３
より短ければ周囲環境の温度が高いと判断し、最低回転
数を高く設定することにより、高外気温での冷凍システ
ムの冷却能力不足が発生するのを防止することができ
る。

【０１２２】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２について、図７から図８を用いて説明する。

【０１２３】図７は本発明の実施の形態２の回転数制御
の流れ図である。その他の構成は実施の形態１と同様で
あり詳細な説明は省略する。

【０１２４】図７において、ＳＴＥＰ２０、ＳＴＥＰ２
１、ＳＴＥＰ３４は図４と同一のため、同一番号を付与
して説明は省略する。また、ＳＴＥＰ４０は通常の回転
数制御であり、図４のＳＴＥＰ２２からＳＴＥＰ３３ま
でと同一の動作を行うこととし、説明は省略する。

【０１２５】ＳＴＥＰ３４では、温度入力回路２４がオ
ン状態からオフ状態に変化したか否かの判定を行う。温
度入力回路２４がオン状態からオフ状態に変化していれ
ば、ＳＴＥＰ４１に進む。

【０１２６】ＳＴＥＰ４１では、オン区間の間に回転数
アップがあったか否かの判定を行う。回転数アップがあ
ればオン区間内で回転数は既にアップしていることにな
り、次回の運転率で判断すれば良いことになるため、Ｓ
ＴＥＰ４２で現在の回転数を次回回転数として設定す
る。オン区間内の回転数アップがなければＳＴＥＰ４３
に進む。

【０１２７】ＳＴＥＰ４３ではオフ時間とオン時間とか
ら、運転率を演算する。この運転率の演算は非常に簡単
なものであり、（数１）で求めることができる。

【０１２８】

【数１】

【０１２９】次に、ＳＴＥＰ４４で運転率を判定する。
ＳＴＥＰ４３で求めた運転率が所定値内にあるかどうか
を判定する。所定値はｄ１、ｄ２（但し、ｄ１＜ｄ２と
する）で示すこととする。本実施例ではｄ１＝７５％、
ｄ２＝８５％とする。

【０１３０】ＳＴＥＰ４３で求めた運転率がｄ１とｄ２
の間にあれば、ＳＴＥＰ４５に進み、現在の回転数をそ
のまま次回回転数として設定する。運転率がｄ２より大
きければ、ＳＴＥＰ４６に進み、現在の回転数より１段
高い回転数を次回回転数として設定する。運転率がｄ１
より小さければ、ＳＴＥＰ４７に進み、現在の回転数よ
り１段低い回転数を次回回転数として設定する。

【０１３１】次に、この運転率で判定する効果について
図８を用いて詳しく説明する。図８は冷凍システムの運
転率と電力量との特性図を示す。

【０１３２】圧縮機１２の回転数を低下させると冷凍シ
ステムの冷媒流量が減少するため、凝縮温度が下がり、
蒸発温度が上がるのでシステム効率は高くなる。また、
冷凍能力も減少するので運転率が上がってくる。

【０１３３】一方、ファンなどの入力は運転中は一定で
あるので、運転率が上がってくると全入力は高くなる。
従って、電力量最小の運転率は冷凍システムによって決
まってくる。

【０１３４】図８に示す冷凍システムの場合は、運転率
８０％で電力量が最小となる冷凍システムであるので、
図７のＳＴＥＰ４４で判定する運転率ｄ１を７５％、ｄ
２を８５％と設定することにより、常に電力量最低の状
態で運転できることになる。

【０１３５】以上説明した通り、本発明の実施の形態２
の冷凍システムのインバータ装置はつぎのような効果が
ある。

【０１３６】圧縮機１２のオン時間とオフ時間から運転
率を演算する運転率演算手段ＳＴＥＰ４４と、運転率演
算手段ＳＴＥＰ４４にて決定した運転率が予め決められ
た範囲内（ｄ１からｄ２の範囲）に入るように回転数を
決定するようにしたことにより、冷凍システムの効率が
最も高い運転率の範囲でインバータ装置は回転数制御運
転することとなり、大幅な省エネを図ることができる。

【０１３７】（実施の形態３）次に、本発明の実施の形
態３について、図９を用いて説明する。

【０１３８】図９は本発明の実施の形態３の回転数制御
の流れ図である。その他の構成は実施の形態１と同様で
あり詳細な説明は省略する。

【０１３９】図９において、ＳＴＥＰ２０、ＳＴＥＰ２
１、ＳＴＥＰ３４は図４と同一のため、同一番号を付与
して説明は省略する。また、ＳＴＥＰ４０は図７と同一
のため、同一番号を付与して説明は省略する。

【０１４０】ＳＴＥＰ３４では、温度入力回路２４がオ
ン状態からオフ状態に変化したか否かの判定を行う。温
度入力回路２４がオン状態からオフ状態に変化していれ
ば、ＳＴＥＰ５０に進む。

【０１４１】ＳＴＥＰ５０では、オン区間中の回転数と
その運転時間とから冷却に必要な冷凍能力を演算する。
この演算は（数２）で行う。

【０１４２】

【数２】

【０１４３】ここで、オン区間中に回転数は回転数１か
ら回転数ｎまでｎ回変化し、それぞれ時間１から時間ｎ
の間、運転している。

【０１４４】回転数と時間の積から、冷凍能力が予測で
き、更にオン区間中の積算を行うことにより、オン区間
中での必要な冷凍能力が簡単な演算から予測できること
になる。

【０１４５】次に、ＳＴＥＰ５１でＳＴＥＰ５０で演算
した冷凍能力を基に回転数を選択する。それは例えば冷
凍能力を最大を１００として正規化したデータを基に
（表１）のような回転数の選択の仕方を行う。

【０１４６】

【表１】

【０１４７】ＳＴＥＰ５２で、ＳＴＥＰ５１で選択され
た回転数を次回回転数として設定する。従って次回オン
した時には、必要な冷却能力に最適な回転数で運転を開
始することになる。

【０１４８】以上説明した通り、本発明の実施の形態３
の冷凍システムのインバータ装置はつぎのような効果が
ある。

【０１４９】回転数とオン時間との積から必要冷凍能力
を推定する能力推定手段ＳＴＥＰ５０と、能力推定手段
ＳＴＥＰ５０にて推定した能力によって次回オンした時
の回転数を決定するようにしたことにより、常に運転状
態から必要な冷凍能力を推定することができ、その周囲
状況に最適な運転を供給することができる。

【０１５０】（実施の形態４）次に、本発明の実施の形
態４について、図１０から図１２を用いて説明する。

【０１５１】図１０は本発明の実施の形態４の冷凍シス
テムのインバータ装置のブロック図である。

【０１５２】図１０において、１０から２１までと、２
５から２７までは図１と同一の構成であり、説明は省略
する。

【０１５３】５０はサーミスタなどの温度センサであ
り、温度センサ５０は区画された部屋２０の温度を検出
できる部分に取り付けられ、その検出された温度は、温
度センサ入力回路５１を介して、インバータ１１に入力
される。

【０１５４】温度センサ入力回路５１では、温度センサ
５０が例えばサーミスタの場合、その抵抗値の変化を電
圧変化に変換する。インバータ１１側ではこの電圧信号
をＡＤ変換などを行って、再度温度情報として変換して
使用する。

【０１５５】次に、このように構成された冷凍システム
のインバータ装置について図１０、図１１を用いて説明
する。図１１は本発明の実施の形態４の回転数制御の流
れ図である。

【０１５６】ＳＴＥＰ６０では、庫内温度を検出する。
これは温度センサ５０で検出した区画された部屋２０の
温度を、温度センサ入力回路５１を介して、インバータ
１１に入力される。インバータ１１ではこの入力から温
度を検出する。

【０１５７】ＳＴＥＰ６１では、この温度を基に回転数
を選択して運転する。この時選択した回転数が０の場合
には、圧縮機１２はもちろん停止となる。

【０１５８】次に、ＳＴＥＰ６２で運転時間（圧縮機１
２がオンしている時間）と第１の所定時間ｔ１（例えば
６０分）とを比較する。運転時間がｔ１を越えていれ
ば、ＳＴＥＰ６３で設定回転数を１段アップしＳＴＥＰ
６４に進む。運転時間がｔ１を越えてなければ、そのま
まＳＴＥＰ６４に進む。

【０１５９】ＳＴＥＰ６４では、ＳＴＥＰ６２で一旦回
転数をアップさせたのちの運転時間を計測し、その運転
時間と第４の所定時間ｔ４（例えば３０分）と比較す
る。運転時間がｔ４を越えていれば、ＳＴＥＰ６５で設
定回転数を１段アップしＳＴＥＰ６０に戻る。運転時間
がｔ４を越えてなければ、そのままＳＴＥＰ６０に戻
り、回転数制御を繰り返す。

【０１６０】次に、図１１のＳＴＥＰ６１の回転数選択
について、図１２を用いて更に詳しく説明する。図１２
は温度と回転数の特性図を示す。

【０１６１】温度はＴ１からＴ４（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜
Ｔ４）で示している。これらの温度により温度帯はゾー
ンとして、Ｔ１未満をゾーン１、Ｔ１以上Ｔ２未満をゾ
ーン２、Ｔ２以上Ｔ３未満をゾーン３、Ｔ３以上Ｔ４未
満をゾーン４、Ｔ４以上をゾーン５とする。

【０１６２】各ゾーンに他のゾーンから温度が変化して
きた時に回転数を変化させる。ゾーン５では回転数６０
ｒ／ｓである。ゾーン５からゾーン４に温度が変化した
時、回転数は５０ｒ／ｓとなる。このように上の温度の
ゾーンから移動してきた時は、ゾーン３で４０ｒ／ｓ、
ゾーン２で３０ｒ／ｓ、ゾーン１で０ｒ／ｓ即ち停止と
なる。

【０１６３】逆に低い温度のゾーンから移動してきた場
合は、ゾーン１、ゾーン２で０ｒ／ｓ（停止）、ゾーン
３で３０ｒ／ｓ、ゾーン４で４０ｒ／ｓ、ゾーン５で５
０ｒ／ｓとなる。この様にして温度から回転数を選択す
る。このようにすることにより、より部屋の温度にあっ
た回転数を選択することができ、最適な冷却運転を行う
ことができる。

【０１６４】以上説明した通り、本発明の実施の形態２
の冷凍システムのインバータ装置はつぎのような効果が
ある。

【０１６５】蒸発器１５によって冷却される外部と区画
された部屋２０の温度を検出する温度センサ５０と、温
度センサ５０の出力をインバータ１１に入力するととも
に、温度センサ５０で検出された温度に応じて回転数を
決定するようにしたことにより、外部と区画された部屋
の温度を直接検出して圧縮機の回転数を決めることがで
きるので、現在の庫内温度に応じた最適な冷却を実現す
ることができる。

【０１６６】（実施の形態５）次に、本発明の実施の形
態５について、図１３を用いて説明する。

【０１６７】図１３は本発明の実施の形態５の冷凍シス
テムのインバータ装置のブロック図である。

【０１６８】図１３において、１１はインバータであ
り、インバータ１１内にはマイコン３４があり、インバ
ータを制御している。

【０１６９】６０は不揮発性メモリであり、マイコン３
４から書き込み、読み出しができるように接続されてい
る。６１はインターフェイス回路であり、外部の汎用的
なパソコン６２とマイコン３４を接続している。このイ
ンターフェイス回路６１にはパソコン通信の仕様である
ＲＳ２３２Ｃ等を使用している。

【０１７０】以上のように構成された冷凍システムのイ
ンバータ装置について、動作を説明する。

【０１７１】前述したように、本発明の冷凍システムの
インバータ装置は、簡単な構成で最適な回転数制御をす
ることができる。しかし、冷凍システムはそのシステム
内容である区画された部屋の広さ、制御する温度などに
よって前述した回転数を判断するための時間要素や温度
要素については、その利用するシステムによって変わっ
ていく。

【０１７２】そのため、このインバータ装置を適応する
冷凍システムを変更するごとに、新たなマイコンを設計
する必要があった。そこで、回転数制御を行うための決
定条件（時間、温度など）を予め不揮発性メモリ６０に
記憶し、インバータ装置の電源立ち上げ時に不揮発性メ
モリ６０から設定条件を読込み、条件として設定するも
のとする。

【０１７３】また、この不揮発性メモリ６０が接続され
ていなかったり、所定の範囲のデータでない場合には、
マイコン３４は、デフォルトで設定されているマイコン
３４内のデータで設定を行う。これにより、不揮発性メ
モリ６０の故障時も停止という最悪の事態が避けられ、
また、デフォルト設定で良いシステムには不揮発性メモ
リ６０は不要であり、コストが安くなる。

【０１７４】また、パソコン６２でこれらの設定条件を
画面上で編集できるようになっており、この設定された
データをインターフェイス回路６１、マイコン３４を介
して、不揮発性メモリ６０に書き込むようにしている。
これにより不揮発性メモリを簡単に変えることができる
と共に、量産においてもユーザーが自由に書き込むこと
ができるようになる。

【０１７５】また、逆に不揮発性メモリ６０の内容を、
マンコン３４、インターフェイス回路６１を介して、パ
ソコン６２に送ることも可能であり、画面で設定内容を
確認することもできる。このようにすることにより、こ
の機能を書き込みチェックに使用すると間違いのない確
実な不揮発性メモリ６０ができると共に、工場などでの
検査としても使用できる。

【０１７６】以上説明した通り、本発明の実施の形態５
の冷凍システムのインバータ装置はつぎのような効果が
ある。

【０１７７】温度検出部の温度変化または時間変化によ
り圧縮機１２の回転数を決定するようにし、回転数の決
定条件を不揮発性メモリ６０に記憶し、インバータ１１
の電源立ち上げ時に不揮発性メモリ６０から読み出して
設定するようにしたことにより、このインバータ装置で
搭載する冷凍システムが変わっても不揮発性メモリ６０
の内容を変えるだけで、各々の冷凍システムに最適なイ
ンバータを提供することができる。

【０１７８】

【発明の効果】以上の様に、本発明の冷凍システムのイ
ンバータ装置は、蒸発器によって冷却される外部と区画
された部屋の温度を検出する温度検出部と、前記温度検
出部の出力を前記インバータに入力するとともに、前記
温度検出部の温度変化または時間変化により前記圧縮機
の回転数を設定するように構成したことにより、インバ
ータに温度検出部を設けるだけで、従来のような電子式
制御回路を不要とすることにより、小型化・低コスト化
・製造工数の抑制を実現できるというメリットが得られ
る。

【０１７９】また、電源投入判定手段で電源投入された
と判断した時回転数を強制的に高い回転数に設定するよ
うに構成したことにより、冷凍システムの電源投入時に
圧縮機を高速運転を行い、冷凍能力を向上させるので電
源投入時の冷凍システムの庫内の速やかな冷却を実現で
きる。

【０１８０】また、ヒータ駆動手段で霜取を実行し完了
したのち回転数を強制的に高い回転数に設定するように
構成したことにより、冷凍システムの霜取り実行後に圧
縮機を高速運転を行い、冷凍能力を向上させるので霜取
り終了後の冷凍システムの庫内の速やかな冷却を実現で
きる。

【０１８１】また、蒸発器によって冷却される外部と区
画された部屋の温度によりオン／オフする温度スイッチ
と、前記温度スイッチの出力をインバータに入力すると
ともに、前記温度スイッチがオフした時にオフする直前
の回転数とオンしていた時間とから次回オンする時の回
転数を決定するように構成したことにより、オフする直
前の回転数とオンしていた時間とから、次回オンする時
の回転数を決定することができるので、常に冷却負荷に
応じた最適な回転数で高効率な運転が可能となる。

【０１８２】また、温度スイッチの出力をインバータに
入力するとともに、前記温度スイッチがオンしている時
間が第１の所定時間をこえると回転数をアップするよう
に構成したことにより、冷却負荷が高く現在の回転数で
冷却能力が不足している時、そのオンしている時間で判
断し、その時間が第１の所定時間を超えると回転数を１
段階アップすることにより、速やかに冷却負荷に対応し
た冷却を行い庫内を冷却することが可能となる。

【０１８３】また、温度スイッチの出力をインバータに
入力するとともに、前記温度スイッチがオンしている時
間が第２の所定時間より短ければ次回オンする時の回転
数を１段低く設定するように構成したことにより、現在
の回転数で十分に冷却能力が足りているとき、次回の運
転では更に冷却能力をダウンして運転するので冷却負荷
が軽くなってもより高効率な運転ができることとなる。

【０１８４】また、温度スイッチの出力をインバータに
入力するとともに、前記温度スイッチがオフしている時
間が第３の所定時間より短ければ最低回転数を高く設定
するように構成したことにより、圧縮機のオフしている
区間の時間から、冷凍システムの周囲環境の温度が高い
か低いか判断でき、その時間が第３の所定時間より短け
れば周囲環境の温度が高いと判断し、最低回転数を高く
設定することにより、高外気温での冷凍システムの冷却
能力不足が発生するのを防止することができる。

【０１８５】また、温度スイッチの出力をインバータに
入力するとともに、オン時間とオフ時間から運転率を演
算する運転率演算手段と、前記運転率演算手段にて決定
した運転率が予め決められた範囲内に入るように回転数
を決定するように構成したことにより、冷凍システムの
効率が最も高い運転率の範囲でインバータ装置は回転数
制御運転することとなり、大幅な省エネが図ることがで
きる。

【０１８６】また、温度スイッチの出力をインバータに
入力するとともに、回転数とオン時間との積から必要冷
凍能力を推定する能力推定手段と、前記能力推定手段に
て推定した能力によって次回オンした時の回転数を決定
するように構成したことにより、常に運転状態から必要
な冷凍能力を推定することができ、その周囲状況に最適
な運転を供給することができる。

【０１８７】また、蒸発器によって冷却される外部と区
画された部屋の温度を検出する温度センサと、前記温度
センサの出力をインバータに入力するとともに、前記温
度センサで検出された温度に応じて回転数を決定するよ
うに構成したことにより、外部と区画された部屋の温度
を直接検出して圧縮機の回転数を決めることができるの
で、現在の庫内温度に応じた最適な冷却を実現すること
ができる。

【０１８８】また、温度検出部の温度変化または時間変
化により圧縮機の回転数を決定するようにし、前記回転
数の決定条件を不揮発性メモリに記憶し、インバータの
電源立ち上げ時に前記不揮発性メモリから読み出して設
定するように構成したことにより、このインバータ装置
を搭載する冷凍システムが変わっても不揮発性メモリの
内容を変えるだけで、各々の冷凍システムに最適なイン
バータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の冷凍システムのインバ
ータ装置のブロック図

【図２】本発明の実施の形態１のインバータ１１のブロ
ック図

【図３】本発明の実施の形態１の全体制御の流れ図

【図４】本発明の実施の形態１の回転数制御の流れ図

【図５】本発明の実施の形態１の回転数制御の動作タイ
ミング図

【図６】冷凍システムの外気温度とオフ時間との特性図

【図７】本発明の実施の形態２の回転数制御の流れ図

【図８】冷凍システムの運転率と電力量との特性図

【図９】本発明の実施の形態３の回転数制御の流れ図

【図１０】本発明の実施の形態４の冷凍システムのイン
バータ装置のブロック図

【図１１】本発明の実施の形態４の回転数制御の流れ図

【図１２】温度と回転数の特性図

【図１３】本発明の実施の形態５の冷凍システムのイン
バータ装置のブロック図

【図１４】従来の冷凍システムのインバータ装置のブロ
ック図

【符号の説明】

１２圧縮機１３凝縮器１４減圧機１５蒸発器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中野智紀大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号松下冷機株式会社内 (72)発明者杉岡一郎大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号松下冷機株式会社内 (72)発明者間宮寿夫大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号松下冷機株式会社内Ｆターム(参考） 3L045 AA02 BA01 CA02 DA02 EA01 HA01 LA06 MA02 MA13 NA01 NA14 NA19 PA01 PA03 PA05 PA06 5H007 BB06 CA01 CB05 DA03 DB01 DB12 DC08 5H560 AA02 BB04 BB12 DA13 DB12 DC05 DC20 EB01 EB07 GG04 RR07 SS06 TT01 TT13 TT15 UA01 XA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機と凝縮器と減圧器と蒸発器とから
なる冷凍システムと、前記圧縮機を可変速制御するため
のインバータと、前記蒸発器によって冷却される外部と
区画された部屋の温度を検出する温度検出部と、前記温
度検出部の出力を前記インバータに入力するとともに、
前記温度検出部の温度変化または時間変化により前記圧
縮機の回転数を決定するようにした冷凍システムのイン
バータ装置。
【請求項２】電源が投入されたことを判断する電源投
入判定手段と、前記電源投入判定手段で電源投入された
と判断した時回転数を強制的に高い回転数に設定するよ
うにした請求項１記載の冷凍システムのインバータ装
置。
【請求項３】蒸発器の霜取を定期的に実行するヒータ
駆動手段と、前記ヒータ駆動手段で霜取を実行し完了し
たのち回転数を強制的に高い回転数に設定するようにし
た請求項１記載の冷凍システムのインバータ装置。
【請求項４】圧縮機と凝縮器と減圧器と蒸発器とから
なる冷凍システムと、前記圧縮機を可変速制御するため
のインバータと、前記蒸発器によって冷却される外部と
区画された部屋の温度によりオン／オフする温度スイッ
チと、前記温度スイッチの出力を前記インバータに入力
するとともに、前記温度スイッチがオフした時にオフす
る直前の回転数とオンしていた時間とから次回オンする
時の回転数を決定するようにした冷凍システムのインバ
ータ装置。
【請求項５】圧縮機と凝縮器と減圧器と蒸発器とから
なる冷凍システムと、前記圧縮機を可変速制御するため
のインバータと、前記蒸発器によって冷却される外部と
区画された部屋の温度によりオン／オフする温度スイッ
チと、前記温度スイッチの出力を前記インバータに入力
するとともに、前記温度スイッチがオンしている時間が
第１の所定時間をこえると回転数をアップするようにし
た冷凍システムのインバータ装置。
【請求項６】圧縮機と凝縮器と減圧器と蒸発器とから
なる冷凍システムと、前記圧縮機を可変速制御するため
のインバータと、前記蒸発器によって冷却される外部と
区画された部屋の温度によりオン／オフする温度スイッ
チと、前記温度スイッチの出力を前記インバータに入力
するとともに、前記温度スイッチがオンしている時間が
第２の所定時間より短ければ次回オンする時の回転数を
１段低く設定するようにした冷凍システムのインバータ
装置。
【請求項７】圧縮機と凝縮器と減圧器と蒸発器とから
なる冷凍システムと、前記圧縮機を可変速制御するため
のインバータと、前記蒸発器によって冷却される外部と
区画された部屋の温度によりオン／オフする温度スイッ
チと、前記温度スイッチの出力を前記インバータに入力
するとともに、前記温度スイッチがオフしている時間が
第３の所定時間より短ければ最低回転数を高く設定する
ようにした冷凍システムのインバータ装置。
【請求項８】圧縮機と凝縮器と減圧器と蒸発器とから
なる冷凍システムと、前記圧縮機を可変速制御するため
のインバータと、前記蒸発器によって冷却される外部と
区画された部屋の温度によりオン／オフする温度スイッ
チと、前記温度スイッチの出力を前記インバータに入力
するとともに、オン時間とオフ時間から運転率を演算す
る運転率演算手段と、前記運転率演算手段にて決定した
運転率が予め決められた範囲内に入るように回転数を決
定するようにした冷凍システムのインバータ装置。
【請求項９】圧縮機と凝縮器と減圧器と蒸発器とから
なる冷凍システムと、前記圧縮機を可変速制御するため
のインバータと、前記蒸発器によって冷却される外部と
区画された部屋の温度によりオン／オフする温度スイッ
チと、前記温度スイッチの出力を前記インバータに入力
するとともに、回転数とオン時間との積から必要冷凍能
力を推定する能力推定手段と、前記能力推定手段にて推
定した能力によって次回オンした時の回転数を決定する
ようにした冷凍システムのインバータ装置。
【請求項１０】圧縮機と凝縮器と減圧器と蒸発器とか
らなる冷凍システムと、前記圧縮機を可変速制御するた
めのインバータと、前記蒸発器によって冷却される外部
と区画された部屋の温度を検出する温度センサと、前記
温度センサの出力を前記インバータに入力するととも
に、前記温度センサで検出された温度に応じて回転数を
決定するようにした冷凍システムのインバータ装置。
【請求項１１】圧縮機と凝縮器と減圧器と蒸発器とか
らなる冷凍システムと、前記圧縮機を可変速制御するた
めのインバータと、前記蒸発器によって冷却される外部
と区画された部屋の温度を検出する温度検出部と、前記
温度検出部の出力を前記インバータに入力するととも
に、前記温度検出部の温度変化または時間変化により前
記圧縮機の回転数を決定するようにし、前記回転数の決
定条件を不揮発性メモリに記憶し、前記インバータの電
源立ち上げ時に前記不揮発メモリから読み出して設定す
る冷凍システムのインバータ装置。