JP7570954B2 - 冷凍庫の空調システム - Google Patents

Description

本発明は、冷凍庫に使用される空調システムに関するものである。

例えば、薬品や食品等を保管するための冷凍庫では、ユニットクーラとコンデンシングユニットとが組み合わせられて用いられる。この際、冷凍庫の大きさにもよるが、複数のコンデンシングユニット及びユニットクーラが設置される場合がある（例えば特許文献１）。

特開２０１７－９２４８号公報

通常、複数のユニットクーラ及びコンデンシングユニットは個別に制御される。冷凍庫内温度を一定に保つためには、冷凍庫内の温度を測定し、これによってそれぞれのユニットクーラとコンデンシングユニットとを制御することで、冷凍庫内の温度が所定の温度幅に保たれる。

しかし、従来の方法では、必ずしも十分な温度制御ができていたとは言えない。例えば、冷凍庫内の温度条件幅が狭く、温度制御がより厳しい条件である場合には、より精度の高い温度制御が必要となる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、精度よく温度制御が可能な冷凍庫の空調システムを提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、第１の発明は、冷凍庫の空調システムであって、複数のユニットクーラと、それぞれの前記ユニットクーラに接続され、冷凍庫外に配置されるコンデンシングユニットと、前記ユニットクーラからの冷気の温度を調整可能な再熱用ヒータと、前記ユニットクーラ、前記コンデンシングユニット及び前記再熱用ヒータを制御可能な制御部を具備し、複数の前記ユニットクーラ及び前記再熱用ヒータが、一括してケーシングに収容され、それぞれの前記ユニットクーラは、防霜ヒータを有し、前記制御部は、少なくとも一部の前記ユニットクーラの前記防霜ヒータを稼働する際には、他の少なくとも一部の前記ユニットクーラを稼働させ、前記ケーシングには、前記ユニットクーラの送風機とは別に有圧扇が設けられ、前記ユニットクーラからの冷気を、前記ケーシング内から冷凍庫内へ送風可能であることを特徴とする冷凍庫の空調システムである。
また第２の発明は、冷凍庫の空調システムであって、複数のユニットクーラと、それぞれの前記ユニットクーラに接続され、冷凍庫外に配置されるコンデンシングユニットと、前記ユニットクーラからの冷気の温度を調整可能な再熱用ヒータと、前記ユニットクーラ、前記コンデンシングユニット及び前記再熱用ヒータを制御可能な制御部を具備し、複数の前記ユニットクーラ及び前記再熱用ヒータが、一括してケーシングに収容され、それぞれの前記ユニットクーラは、防霜ヒータを有し、それぞれの前記ユニットクーラの後方には、開閉可能なダンパが配置され、前記ユニットクーラの前方には、風圧によって開閉可能な風圧シャッタが配置され、前記制御部は、少なくとも一部の前記ユニットクーラの前記防霜ヒータを稼働する際には、前記防霜ヒータを稼働する前記ユニットクーラの前記ダンパを閉じ、他の少なくとも一部の前記ユニットクーラの前記ダンパを開くとともに当該ユニットクーラを稼働させることを特徴とする冷凍庫の空調システムである。

前記制御部は、前記ユニットクーラ及び前記コンデンシングユニットからなる複数の空調系統の内、いずれかの空調系統の故障を検知すると、他の空調系統を稼働させることが望ましい。

前記制御部は、冷凍庫内の温度情報に基づいて、前記再熱用ヒータの操作量を制御可能であるとともに、前記再熱用ヒータの操作量に基づいて前記コンデンシングユニットの出力を制御することが可能であることが望ましい。

前記コンデンシングユニットは、オイル回収に必要な、機器に固有の固有最低稼働周波数を有し、前記制御部は、前記固有最低稼働周波数よりも稼働周波数の大きな制御最低稼働周波数を設定して、前記コンデンシングユニットが、前記制御最低稼働周波数を下回らないように前記コンデンシングユニットを制御することが望ましい。

本発明によれば、複数のユニットクーラ等がケーシングに収容されるため、ユニットクーラが複数配置されても、ケーシング内において冷気の分布や向きが均一化されて、略一定の条件で冷気を冷凍庫内に送気することができる。このため、温度ばらつきが生じにくく、精度のよい温度制御が可能である。

特に、ユニットクーラに内蔵される防霜ヒータによって、ユニットクーラへの霜の付着を抑制することができるため、常に一定の条件でユニットクーラを稼働させることができる。また、防霜ヒータ稼働時には、他のユニットクーラを稼働させることで、防霜ヒータの稼働による温度変化の影響を抑制することができる。

また、いずれかのユニットクーラ又はコンデンシングユニットの故障を検知すると、当該ユニットクーラ及びコンデンシングユニットの稼働を停止して、他のユニットクーラ及びコンデンシングユニットを稼働させることで、故障時における温度異常等のリスクを低減することができる。

また、ユニットクーラの送風機とは別に、ケーシングに有圧扇を設けることで、ケーシング内のいずれのユニットクーラが稼働しても、常に略一定の位置と向きで、冷気をケーシング内から冷凍庫内へ送風可能である。このため、使用するユニットクーラを切り替えても、略一定の条件で冷凍庫内の温度制御が可能であり、精度のより温度制御が可能である。

また、冷凍庫内の温度情報に基づいて、再熱用ヒータの操作量を制御することによって、冷凍庫内の温度を制御することができる。この際、コンデンシングユニットの出力（コンデンシングユニット内の圧縮機の出力）の制御を、再熱用ヒータの操作量に基づいて行うことで、より精度の高い制御が可能である。例えば、コンデンシングユニットの出力を、冷凍庫内の温度情報に基づいて制御すると、再熱用ヒータの制御の効果と互いに打ち消しあい、温度のハンチング等の要因となる。これに対し、再熱用ヒータの操作量に基づいてコンデンシングユニットの出力を制御することで、このような温度バラツキを抑制することができる。

また、コンデンシングユニットには、オイル回収に必要な機器に固有の固有最低稼働周波数が有する場合がある。このような場合に、温度制御のためにコンデンシングユニットの出力を低下させると、機器の保護機能によって、オイル回収のために出力を一時的に増加させる制御が行われる。冷凍庫内の温度制御の際に、このような機器のオイル回収機能が稼働すると、これによる温度変動の要因となる。このため、温度制御のためのコンデンシングユニットの制御において、固有最低稼働周波数よりも稼働周波数の大きな制御最低稼働周波数を設定して、コンデンシングユニットが、制御最低稼働周波数を下回らないように制御することで、このような温度バラツキを抑制することができる。

本発明によれば、精度よく温度制御が可能な冷凍庫の空調システムを提供することができる。

空調システム１を示す構成図。 ユニットクーラ等を示す平面図。 ユニットクーラ等を示す側面図であって、（ａ）はファン停止時、（ｂ）はファン稼働時における状態を示す図。 空調システム１の稼働制御を示す図。 空調システム１の温度制御を示す図。 空調システム１の温度制御を示す図。

以下、空調システム１について説明する。図１は、空調システム１を示す構成図である。空調システム１は、冷凍庫３に設置され、主に、複数のユニットクーラ５ａ、５ｂ、再熱用ヒータ７ａ、７ｂ、ダンパ９ａ、９ｂ、コンデンシングユニット１１ａ、１１ｂ、制御部１３、温度センサ１５等からなる。

冷凍庫３内には、複数のユニットクーラ５ａ、５ｂが配置される。ユニットクーラ５ａの前方（冷気吹き出し側）には、再熱用ヒータ７ａが配置され、ユニットクーラ５ａの後方にはダンパ９ａが配置される。また、ユニットクーラ５ａには、冷凍庫３外に設置されるコンデンシングユニット１１ａと接続され、冷媒が流れる配管で接続される。

同様に、ユニットクーラ５ｂの前方（冷気吹き出し側）には、再熱用ヒータ７ｂが配置され、ユニットクーラ５ｂの後方にはダンパ９ｂが配置される。また、ユニットクーラ５ｂには、冷凍庫３外に設置されるコンデンシングユニット１１ｂと接続され、冷媒が流れる配管で接続される。

コンデンシングユニット１１ａ、１１ｂには、圧縮機（凝縮器）が配置され、ユニットクーラ５ａ、５ｂには蒸発器が配置される。したがって、コンデンシングユニット１１ａ、１１ｂで凝縮された冷媒を、ユニットクーラ５ａ、５ｂに循環させて、ユニットクーラ５ａ、５ｂの蒸発器で蒸発させることで、空気が冷やされ、冷凍庫３内に冷気を送ることができる。

すなわち、空調システム１は、ユニットクーラ５ａ等からなる空調系統と、ユニットクーラ５ｂ等からなる空調系統とが並列で設置される。なお、本実施形態では、２系統の空調系統を有する例を示すが、さらにユニットクーラ等を増設して３系統以上としてもよい。

再熱用ヒータ７ａ、７ｂは、ユニットクーラ５ａ、５ｂから送風される冷気の温度を加熱して、冷気の温度の調整を行う部位である。ダンパ９ａ、９ｂは開閉可能であり、ダンパ９ａ、９ｂを閉じることで、ユニットクーラ５ａ、５ｂへの空気の流入（又はユニットクーラ５ａ、５ｂからの空気の流出）を防ぐことができる。また、冷凍庫３内には、所定の位置に温度センサ１５が設置される。温度センサ１５は、冷凍庫３内の温度を計測可能である。

ユニットクーラ５ａ、５ｂ、再熱用ヒータ７ａ、７ｂ、ダンパ９ａ、９ｂ、コンデンシングユニット１１ａ、１１ｂ、及び温度センサ１５は、制御部１３に接続される。制御部１３は、各部の情報を取得するとともに、動作等を制御可能である。なお、制御部１３は、例えばＰＬＣであり、各種の情報や制御内容を記憶可能な記憶部や、各種条件を判断する演算部や、設定された条件に従って各部と制御信号等を受信・発信する通信部等を有する。

次に、各部の構造についてより詳細に説明する。図２は、冷凍庫３内における、ユニットクーラ等を示す平面図、図３は、ユニットクーラ等を示す側面図（ケーシング１９の側面の透視図）であり、図３（ａ）は、ユニットクーラ５ａのファンが停止した状態を示す図、図３（ｂ）は、ユニットクーラ５ａのファンが稼働した状態を示す図である。なお、図３（ａ）、図３（ｂ）では、ユニットクーラ５ａについて示すが、ユニットクーラ５ｂも同様である。

ユニットクーラ５ａ、５ｂ、再熱用ヒータ７ａ、７ｂ、ダンパ９ａ、９ｂは、一括してケーシング１９に収容される。ケーシング１９は、一部が冷凍庫３内の空間と連通し、例えば、ユニットクーラ等の側方及び前方を覆うように形成される。

ユニットクーラ５ａ、５ｂには、防霜ヒータ１７ａ、１７ｂがそれぞれ内蔵される。なお、防霜ヒータ１７ａ、１７ｂは、ユニットクーラ５ａ、５ｂ内に生じる霜を防ぐ（又は生成された霜を取り除く）ものである。詳細は後述するが、防霜ヒータ１７ａ、１７ｂは、所定の間隔で動作する。

ユニットクーラ５ａ、５ｂの後方には、それぞれダンパ９ａ、９ｂが配置される。ダンパ９ａは、例えばモータ式のダンパである。ダンパ９ａ、９ｂは開閉可能であり、ダンパ９ａ、９ｂを閉じると、ユニットクーラ５ａ、５ｂ内への空気の流入（又はユニットクーラ５ａ、５ｂ内からの空気の流出）を遮断することができる。

ユニットクーラ５ａ、５ｂの前方には、それぞれダクト２３が配置され、ダクト２３内には風圧シャッタ２５が配置される。風圧シャッタ２５は、ユニットクーラ５ａ、５ｂ内のファンが稼働すると、その風圧によって開き、ファンが停止するとユニットクーラ５ａ、５ｂの冷気の吹き出し口を塞ぐものである。再熱用ヒータ７ａ、７ｂは、ダクト２３の前方に配置される。

ケーシング１９の前面側には孔が形成され、孔には、ユニットクーラ５ａ、５ｂの内部の送風機（ファン）とは別に、有圧扇２１が設けられる。前述したように、ユニットクーラ５ａ、５ｂの前方はケーシング１９で覆われる。このため、ユニットクーラ５ａ、５ｂから送風された冷気は、ケーシング９に沿って流れ、有圧扇２１によってケーシング１９内から冷凍庫３内へ送風される。なお、有圧扇２１の送風能力は、ユニットクーラ５ａ、５ｂ内の送風機の送風能力よりも大きい。

次に、ユニットクーラ等の動作について説明する。なお、図３に基づいて、以下、ユニットクーラ５ａを用いて説明するが、ユニットクーラ５ｂも同様である。図３（ａ）に示すように、ユニットクーラ５ａ（送風機）が停止している状態では、ダンパ９ａが閉じられる。また、前述したように、ユニットクーラ５ａの送風が停止しているため、ユニットクーラ５ａの前方の風圧シャッタ２５が閉じた状態となる。すなわち、ユニットクーラ５ａの後方と前方が閉じられて、ユニットクーラ５ａの内部を空気が通過しない。

図示したように、ケーシング１９の後方は、冷凍庫３内へ開放されている。また、ケーシング１９とユニットクーラ５ａ等との間には隙間が形成される。このため、有圧扇２１を動作させると、ケーシング１９の後方から内部に空気が流入し、ユニットクーラ５ａの外部を通過して、有圧扇２１によって冷凍庫３内へ送風される（図中矢印Ｃ）。

なお、防霜ヒータ１７ａが稼働する際には、図３（ａ）に示すように、ユニットクーラ５ａ（送風機）の動作が停止し、ダンパ９ａ及び風圧シャッタ２５が閉じられる。このようにすることで、ケーシング１９内において、空気はユニットクーラ５ａの外部を流れるため、防霜ヒータ１７ａによって加熱された空気が外部に排出されることがなく、温度バラツキを抑制することができる。

図３（ｂ）は、防霜ヒータ１７ａが停止し、ユニットクーラ５ａを稼働させた状態を示す図である。ユニットクーラ５ａが稼働する際には、ダンパ９ａが開かれる。また、ユニットクーラ５ａの送風機を動作させると、前述したように、ユニットクーラ５ａの前方の風圧シャッタ２５が開く。このため、ユニットクーラ５ａの後方から、空気がユニットクーラ５ａへ流入し、ユニットクーラ５ａの前方に送風される（図中矢印Ｄ）。ユニットクーラ５ａの内部において、コンデンシングユニット１１ａから流れる冷媒を蒸発器で蒸発させることで、通過する空気を冷却して前方へ冷気を送風することができる。

なお、風圧シャッタ２５は、ダクト２３の内部に配置される。また、再熱用ヒータ７ａは、風圧シャッタ２５から所定の距離をあけて配置される。このため、風圧シャッタ２５が開いた際に、風圧シャッタ２５は再熱用ヒータ７ａと干渉しない。また、風圧シャッタ２５と再熱用ヒータ７ａまでの間には、ダクト２３が配置される。このため、風圧シャッタ２５を通過した空気を、確実に再熱用ヒータ７ａに導入することができる。

なお、前述したように、再熱用ヒータ７ａを動作させることで、再熱用ヒータ７ａを通過する空気を加熱することができる。このため、コンデンシングユニット１１ａの圧縮機の出力と、再熱用ヒータ７ａの出力を調整することで、冷気を任意の温度に調整して、冷凍庫３に送風することができる。

次に、空調システム１の制御方法について説明する。図４は、空調システム１の動作の制御方法を示すフローチャートである。前述したように、本実施形態では、二つの空調系統を有するが、ユニットクーラ５ａ等からなる系統を系統Ａとし、ユニットクーラ５ｂ等からなる系統を系統Ｂとして説明する。

本実施形態では、制御部１３が、系統Ａと系統Ｂとを切り替えて稼働させる。なお、図示は省略するが、制御部１３は所定のタイミングで（コンデンシングユニット１１ａとユニットクーラ５ａの稼働開始前）、有圧扇２１の稼働を開始する。有圧扇２１は、系統Ａと系統Ｂとの切り替え時も含めて連続稼働となる。なお、温度調整の制御方法については後述する。

前述したように、ユニットクーラ５ａ等が停止中には、ダンパ９ａが閉じている。このため、空調システム１の稼働を開始すると、制御部１３は、まず、系統Ａのダンパ９ａを開く（ステップ１０１）。次に、制御部１３は、コンデンシングユニット１１ａとユニットクーラ５ａを稼働させる。すなわち、ユニットクーラ５ａは、内部のファンを稼働して、冷気を冷凍庫３内へ送風する（ステップ１０２）。

制御部１３は、設定時間の稼働が終了したかどうかを判断し（ステップ１０３）、稼働時間を終了すると、ステップ１０５に進み、系統Ａの停止制御を行う。また、系統Ａが稼働した状態で、制御部１３は、系統Ａに故障がないかを検知する（ステップ１０４）。例えば、コンデンシングユニット１１ａ又はユニットクーラ５ａに故障がある場合には、当該機器は異常情報を発信し、制御部１３は異常情報を検知すると、ステップ１０５に進み、系統Ａの停止制御を行う。

系統Ａを停止する際には、制御部１３は、まず、コンデンシングユニット１１ａとユニットクーラ５ａの稼働を停止する。この際、ユニットクーラ５ａのファンを停止する（ステップ１０５）。また、制御部１３は、ダンパ９ａを閉じる（ステップ１０６）。

この状態で、制御部１３は、故障時を除き、ユニットクーラ５ａの防霜ヒータ１７ａを稼働する（ステップ１０７）。前述したように、防霜ヒータ１７ａの稼働中にはダンパ９ａと風圧シャッタ２５が閉じているため、防霜ヒータ１７ａの熱が、ユニットクーラ５ａの内部から排出されることがない。なお、防霜ヒータ１７ａは、所定の時間稼働すると停止する。

制御部１３は、系統Ａを停止すると、次に、系統Ｂを稼働する。系統Ａと同様に、制御部１３は、まず、ダンパ９ｂを開く（ステップ１０８）。次に、制御部１３は、コンデンシングユニット１１ｂとユニットクーラ５ｂを稼働させる。すなわち、ユニットクーラ５ｂは、内部のファンを稼働して、冷気を冷凍庫３内へ送風する（ステップ１０９）。

次に、制御部１３は、設定時間の稼働が終了したかどうかを判断し（ステップ１１０）、稼働時間を終了すると、ステップ１１２に進み、系統Ｂの停止制御を行う。また、系統Ｂが稼働した状態で、制御部１３は、系統Ｂに故障がないかを検知する（ステップ１１１）。例えば、コンデンシングユニット１１ｂ又はユニットクーラ５ｂに故障がある場合には、当該機器は異常情報を発信し、制御部１３は異常情報を検知すると、ステップ１１２に進み、系統Ｂの停止制御を行う。

系統Ｂを停止する際には、制御部１３は、コンデンシングユニット１１ｂとユニットクーラ５ｂの稼働を停止し、ユニットクーラ５ｂのファンを停止する（ステップ１１２）。また、制御部１３は、ダンパ９ｂを閉じる（ステップ１１３）。

この状態で、制御部１３は、故障時を除き、ユニットクーラ５ｂの防霜ヒータ１７ｂを稼働する（ステップ１１４）。前述したように、防霜ヒータ１７ｂは、所定の時間稼働すると停止する。制御部１３は、いずれかの系統が故障状態である場合を除き、以上を繰り返し、系統Ａと系統Ｂとを交互に運転する。

ここで、系統Ａの運転時と系統Ｂの運転時では、冷気が送風されるユニットクーラが異なる。このため、同じ出力であっても、機差による冷気の温度や風量が異なり、また、ユニットクーラ５ａ、５ｂの設置位置による冷気の吹き出し位置が異なる。

一方、本実施形態では、いずれのユニットクーラ５ａ、５ｂが動作しても、ケーシング１９内において均一化され、冷凍庫３内への冷気の送風が有圧扇２１で行われる。このため、系統Ａの動作時も系統Ｂの動作時も、常に一定の位置から、略一定の送風量で冷凍庫３内へ送風を行うことができる。このため、系統の切り替えを行っても、冷凍庫３の温度バラツキを抑制することができる。

このように、制御部１３は、少なくとも一部のユニットクーラの防霜ヒータを稼働する際には、他の少なくとも一部のユニットクーラを稼働させるため、防霜ヒータが稼働することによる影響を抑制することができる。また、制御部１３は、いずれかのユニットクーラ又はコンデンシングユニットの故障を検知すると、他のユニットクーラ又はコンデンシングユニットを稼働させるため、リスクを分散させることができる。

次に、空調システム１の温度制御について説明する。図５、図６は、温度制御方法を示すフローチャートである。制御部１３は、まず温度センサ１５から冷凍庫３内の温度情報を取得し（ステップ２０１）、取得した冷凍庫３内の温度情報と、予め設定された温度とを比較する（ステップ２０２）。

冷凍庫３内の温度が設定された基準温度よりも低い場合には（ステップ２０３）、制御部１３は、稼働中の系統の再熱用ヒータのＰＩＤ制御を行う（ステップ２０４）。また、冷凍庫３内の温度が設定された基準温度よりも高くなると、制御部１３は、稼働中の系統の再熱用ヒータの出力を低下する（ステップ２０５）。このように、制御部１３は、冷凍庫３内の温度情報に基づいて、再熱用ヒータの操作量を制御可能である。

次に、制御部１３は、再熱用ヒータの操作量情報（制御状態）を取得する（ステップ２０７）。制御部１３は、再熱用ヒータの操作量（出力）が所定以上の場合、すなわち、再熱用ヒータがＰＩＤ制御を行っている状態かを判定する（ステップ２０７）。再熱用ヒータの操作量が所定以上の場合には、制御部１３は、コンデンシングユニット（より詳細には、内部の圧縮機インバータであるが、以下、単にコンデンシングユニットとする）の出力と、予め設定された設定値とを比較する（ステップ２０９）。なお、コンデンシングユニットの出力の設定値については詳細を後述する。

コンデンシングユニットの出力が設定値を超えている場合には（ステップ２１０）、制御部１３は、コンデンシングユニットの出力を低下させる（ステップ２１１）。一方、コンデンシングユニットの出力が設定値以下となる場合には、制御部１３は、コンデンシングユニットの出力をそれ以上低下させずに維持させる（ステップ２１２）。

一方、再熱用ヒータの操作量（出力）が所定以上でない場合、すなわち、再熱用ヒータがＰＩＤ制御を行っていない状態の場合には、制御部１３は、コンデンシングユニットの出力を上昇させる（ステップ２０８）。

このように、コンデンシングユニットの出力制御を、直接、冷凍庫３内の温度に基づいて行うのではなく、その時点での再熱用ヒータの操作量に基づいて行うことで、より精度の良い制御が可能である。

例えば、冷凍庫３内の温度に基づいて、コンデンシングユニットと再熱用ヒータの両者を同時に制御する場合、それぞれの制御量に対して実際の冷凍庫３内の温度の変化に遅れが生じる。この際、例えば、冷凍庫３内の温度が低下してきた際には、再熱用ヒータはＰＩＤ制御によって出力を上げ、コンデンシングユニットは出力を徐々に低下するが、再熱用ヒータが出力を上げても、コンデンシングユニットの出力によって、その一部の効果が打ち消され、冷凍庫３内の温度の上昇がさらに遅れる。この結果、再熱用ヒータはさらに出力を上げようとする。

一方、冷凍庫３内の温度の低下が止まり、温度が上昇を始める際には、再熱用ヒータは出力を下げ、コンデンシングユニットの出力が上がるが、コンデンシングユニットが出力を上げても、再熱用ヒータの出力によって、その一部の効果が打ち消され、冷凍庫３内の温度の低下がさらに遅れる。このように、同時に冷凍庫３内の温度によって両機器を制御しようとすると、互いの効果が打ち消されあう結果、機器の出力の増加と停止とが繰り返され、冷凍庫３内の温度のハンチングの要因となる。

これに対し、本実施形態では、冷凍庫３内の温度に基づいて、再熱用ヒータをＰＩＤ制御し、この操作量に応じてコンデンシングユニットの出力制御行うため、冷凍庫３の温度変動に基づく直接的な制御は、再熱用ヒータのみである。このため、仮に冷凍庫３内の温度が基準値よりもわずかに高い場合でも、ＰＩＤ制御によって再熱用ヒータの出力が徐々に増加していく際には（例えば、冷凍庫３内の温度が低下中）、コンデンシングユニットの出力は低下して、再熱用ヒータの効果を打ち消さないように制御される。このため、冷凍庫３内の温度をより精度よく行うことができる。

以上のように、本実施形態では、再熱用ヒータとコンデンシングユニットの制御を、連続して又は所定の間隔で行うことで、冷凍庫３内の温度を精度よく制御することができる。

次に、コンデンシングユニットの出力下限設定値について説明する。通常、コンデンシングユニットからは、冷媒と共に、各機器の潤滑のためのオイルが吐出される。冷媒と共に流れるオイルは、コンデンシングユニットから吐出され、ユニットクーラを流れて再度コンデンシングユニットに戻った際に油分が分離されて回収される。回収されたオイルは、再度冷媒と共に所定量が吐出されて系統を循環する。

ここで、コンデンシングユニットの出力に応じて、冷媒の流速が変化する。例えば、前述した温度制御の際に、コンデンシングユニットの出力が低下すると、吐出される冷媒の速度（量）が低下する。一方で、コンデンシングユニットは、オイルを回収するため、最低限必要な稼働条件が存在する。すなわち、コンデンシングユニットには、オイル回収に必要な機器に固有の固有最低稼働周波数を有する。

制御部１３によるコンデンシングユニットの出力制御によって、コンデンシングユニットが、固有最低稼働周波数を下回る出力となると、保護機能によって、コンデンシングユニットは、所定時間強制的に稼働周波数をあげて出力を増大する。このような制御が働くと、制御部１３による温度制御に影響が出る。

本実施形態では、予め、固有最低稼働周波数よりも稼働周波数の大きな制御最低稼働周波数を設定しておき、制御部１３は、コンデンシングユニットが、制御最低稼働周波数を下回らないようにコンデンシングユニットを制御する（ステップ２０９～２１２）。このため、意図しないコンデンシングユニットの出力増大を避けることができる。

以上、本実施の形態によれば、複数の空調系統を有するため、例えば一方の系統が故障した場合でも、他方の系統を運転させることで、安定して連続運転が可能である。

また、ユニットクーラ５ａ、５ｂ内部の防霜ヒータ１７ａ、１７ｂを稼働する際には、当該ユニットクーラの運転を停止するため、防霜ヒータ１７ａ、１７ｂの温度による影響を抑制することができる。この際、防霜ヒータ１７ａ、１７ｂの稼働時には、ダンパ９ａ、９ｂを閉じ、風圧シャッタ２５が閉じるため、ユニットクーラ５ａ、５ｂ内の熱が外部に流出することを抑制することができる。

また、複数のユニットクーラ５ａ、５ｂ等がケーシング１９内に収容されるため、ケーシング１９内において、温度をある程度均一化することができる。また、ケーシング１９には有圧扇２１が配置されるため、ケーシング１９からは、常に一定の条件で冷凍庫３へ冷気が送風される。このため、例えばユニットクーラ５ａ、５ｂの稼働を切り替えても、冷凍庫３内の温度分布の増大やばらつきを抑制することができる。また、有圧扇２１によって、ユニットクーラ５ａ、５ｂの内蔵ファンよりも強力に冷凍庫３内の空気を循環させることができるため、温度バラツキを抑制することができる。

また、冷凍庫３の温度情報に基づいて再熱用ヒータ７ａ、７ｂをＰＩＤ制御するとともに、コンデンシングユニット１１ａ、１１ｂは、再熱用ヒータ７ａ、７ｂの操作量に基づいて制御することで、温度のハンチング等の発生が抑制され、より安定した制御が可能となる。

また、コンデンシングユニット１１ａ、１１ｂが、オイル回収のための固有の固有最低稼働周波数を有する場合において、制御部１３は、この固有最低稼働周波数よりも稼働周波数の大きな制御最低稼働周波数を設定して、コンデンシングユニット１１ａ、１１ｂが、制御最低稼働周波数を下回らないように制御することで、意図しない稼働制御が行われることを抑制することができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１………空調システム
３………冷凍庫
５ａ、５ｂ………ユニットクーラ
７ａ、７ｂ………再熱用ヒータ
９ａ、９ｂ………ダンパ
１１ａ、１１ｂ………コンデンシングユニット
１３………制御部
１５………温度センサ
１７ａ、１７………防霜ヒータ
１９………ケーシング
２１………有圧扇
２３………ダクト
２５………風圧シャッタ

Claims (5)

1. 冷凍庫の空調システムであって、
   複数のユニットクーラと、
   それぞれの前記ユニットクーラに接続され、冷凍庫外に配置されるコンデンシングユニットと、
   前記ユニットクーラからの冷気の温度を調整可能な再熱用ヒータと、
   前記ユニットクーラ、前記コンデンシングユニット及び前記再熱用ヒータを制御可能な制御部を具備し、
   複数の前記ユニットクーラ及び前記再熱用ヒータが、一括してケーシングに収容され、
   それぞれの前記ユニットクーラは、防霜ヒータを有し、
   前記制御部は、少なくとも一部の前記ユニットクーラの前記防霜ヒータを稼働する際には、他の少なくとも一部の前記ユニットクーラを稼働させ、
   前記ケーシングには、前記ユニットクーラの送風機とは別に有圧扇が設けられ、前記ユニットクーラからの冷気を、前記ケーシング内から冷凍庫内へ送風可能であることを特徴とする冷凍庫の空調システム。
2. 冷凍庫の空調システムであって、
   複数のユニットクーラと、
   それぞれの前記ユニットクーラに接続され、冷凍庫外に配置されるコンデンシングユニットと、
   前記ユニットクーラからの冷気の温度を調整可能な再熱用ヒータと、
   前記ユニットクーラ、前記コンデンシングユニット及び前記再熱用ヒータを制御可能な制御部を具備し、
   複数の前記ユニットクーラ及び前記再熱用ヒータが、一括してケーシングに収容され、
   それぞれの前記ユニットクーラは、防霜ヒータを有し、
   それぞれの前記ユニットクーラの後方には、開閉可能なダンパが配置され、前記ユニットクーラの前方には、風圧によって開閉可能な風圧シャッタが配置され、前記制御部は、少なくとも一部の前記ユニットクーラの前記防霜ヒータを稼働する際には、前記防霜ヒータを稼働する前記ユニットクーラの前記ダンパを閉じ、他の少なくとも一部の前記ユニットクーラの前記ダンパを開くとともに当該ユニットクーラを稼働させることを特徴とする冷凍庫の空調システム。
3. 前記制御部は、前記ユニットクーラ及び前記コンデンシングユニットからなる複数の空調系統の内、いずれかの空調系統の故障を検知すると、他の空調系統を稼働させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷凍庫の空調システム。
4. 前記制御部は、冷凍庫内の温度情報に基づいて、前記再熱用ヒータの操作量を制御可能であるとともに、前記再熱用ヒータの操作量に基づいて前記コンデンシングユニットの出力を制御することが可能であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の冷凍庫の空調システム。
5. 前記コンデンシングユニットは、オイル回収に必要な、機器に固有の固有最低稼働周波数を有し、前記制御部は、前記固有最低稼働周波数よりも稼働周波数の大きな制御最低稼働周波数を設定して、前記コンデンシングユニットが、前記制御最低稼働周波数を下回らないように前記コンデンシングユニットを制御することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の冷凍庫の空調システム。

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