JPH03113252A - 冷凍装置の運転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、デフロスト周期毎にデフロスト運転をするよ
うにした冷凍装置の運転制御装置に係り、特にデフロス
ト周期中における着霜量を均一化するようにしたものの
改良に関する。

（従来の技術） 従来より、例えば特公昭５７−４４９１１号公報に開示
される如く、デフロスト周期毎にデフロスト運転をする
ようにした冷凍装置の運転制御装置において、デフロス
ト周期を設定するために２つの設定時間の異なるタイマ
を設け、非冷却物が積み込まれた直後のプルダウン時に
は短いデフロスト周期で、プルダウン終了後は長いデフ
ロスト周期でデフロスト運転するようにして、冷凍装置
の圧縮機の運転率（つまり、冷凍運転中における圧縮機
の運転時間をデフロスト周期で割った値をパーセンテー
ジで表示したもの）を考慮してデフロスト周期を設定す
ることにより、着霜量の均一化を図ろうとするものは公
知の技術である。

（発明が解決しようとする課題） また、上記のように、圧縮機の運転率を考慮してデフロ
スト周期を設定する方法としては、例えば所定のデフロ
スト周期の設定値に対して、デフロスト運転率が５０％
未満のときには設定値を１゜５倍したデフロスト周期に
、運転率９９％以上のときにはデフロスト周期を１ステ
ップ短くするような方法が考えれる。

さらに、庫内温度の変化に応じてデフロスト周期を自動
切換するような方法も考えられる。

しかしながら、非冷却物中の水分は一定でなく、季節に
よっても相対湿度は一定でないので、上記のように運転
率を考慮しただけでは、所定のデフロスト周期における
着霜量は必ずしも一定とはならない。すなわち、実際の
着霜量は、温度だけでなく、湿度や非冷却物の状態等に
よっても変化するものであり、必ずしも単一のパラメー
タで決定することはできない。

したがって、上記従来のもののように、運転率や庫内温
度だけでデフロスト周期をするようにした場合、例えば
水分の多い非冷却物が入庫されたときや、夏季で相対湿
度が高いようなときには、着霜量が増大して、積分能力
が低下する虞れがある。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、現実のデフロスト運転に要した時間に基づき妥当
なデフロスト周期を推定することにより、着霜量を均一
化して、積分能力の向上を図ることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明の第１の解決手段は、第
１図に示すように、圧縮機（１）、凝縮器（３）、減圧
機構（５）及び蒸発器（６）を順次接続してなる冷凍回
路（１０）を備えた冷凍装置を前提とする。

そして、冷凍装置の運転制御装置として、上記蒸発器（
６）の着霜状態を検出する着霜状態検出手段（５０）と
、デフロスト周期毎に、上記着霜状態検出手段（５０）
で検出される蒸発器（６）の着霜が所定値以下になるま
でデフロスト運転をするよう制御するデフロスト運転制
御手段（５１）とを設けるものとする。

さらに、デフロスト運転の所定の目標運転時間（Ｔ　ｄ
ｓ）に対して前回の運転時間（Ｔｄ　）が長いほど次回
のデフロスト運転までのデフロスト周期（Ｔ）を所定の
目標デフロスト周期値（Ｔｒ　）よりも短くするよう変
更するデフロスト周期変更手段（５２）を設ける構成と
したものである。

第２の解決手段は、上記第１の解決手段において、デフ
ロスト周期変更手段（５２）を下記式、Ｔ−（（Ｔｄｓ
−ａ）／　（Ｔｄ−ａ）｝×Ｔｒ（ただし、ａは所定の
定数）に基づき次回のデフロスト周期（Ｔ）を設定する
ものとしたものである。

（作用） 以上の構成により、請求項（１）の発明では、装置の運
転中、デフロスト運転制御手段（５１）により、装置の
デフロスト周期毎にデフロスト運転が行われ、蒸発器（
６）の除霜が行われる。

その際、デフロスト周期変更手段（５２）により、前回
のデフロスト運転時間（Ｔｄ　）が所定の目標デフロス
ト運転時間（Ｔｄｓ）よりも長いほど、次回のデフロス
ト運転までのデフロスト周期（Ｔ）が所定の目標デフロ
スト周期（Ｔｒ　）よりも短くするよう変更されるので
、前回のデフロスト運転の結果の学習から次のデフロス
ト周期Ｔが決定されることにより、非冷却物やその日の
天候等の条件に対して妥当なデフロスト周期に漸次近付
き、積分能力が向上することになる。

請求項（２の発明では、上記請求項（１）の発明の作用
において、デフロスト周期変更手段（５２）により、上
記（１）式に基づいてデフロスト周期が設定されるので
、冷凍装置の庫内容量等で定まるイニシャル熱量を除き
、非冷却物自体に起因する着霜量に基づいてデフロスト
運転時間の目標値と実際の値とが比較され、その比に応
じて次回のデフロスト周期が増減変更されることになり
、上記請求項（１）の発明の実効が得られる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、第２図以下の図面に基
づき説明する。

第２図は本発明の実施例に係る冷凍冷蔵庫用の冷凍装置
の冷媒配管系統を示し、（Ａ）は室外ユニット、（Ｂ）
は非冷却物を収納する冷蔵庫に配置される庫内ユニット
である。上記室外ユニット（Ａ）において、（１）は圧
縮機、（２）は冷凍運転時には図中実線のごとく、デフ
ロスト運転時には図中破線のごとく切換わる四路切換弁
、（３）はファン（３ａ）を付設し、冷媒を凝縮するた
めの凝縮器、（４）はデフロスト運転時のみ冷媒を減圧
する室外キャピラリチューブ、（７）は吸入冷媒中の液
冷媒を除去するためのアキュムレータ、（８）は圧縮機
（１）に付設された圧縮機アキュムレータである。一方
、上記庫内ユニット（Ｂ）において、（５）は冷凍運転
時に冷媒を減圧する減圧機構としての庫内キャピラリチ
ューブ、（６）はファン（６ａ）、（６ｂ）を付設し、
冷媒を蒸発させるための蒸発器であって、上記各機器（
１）〜（８）は冷媒配管（９）により冷媒の流通可能に
接続されていて、室外空気との熱交換により得た冷熱を
庫内に付与するようにした冷凍回路（１０）が構成され
ている。

また、装置にはセンサ類が配置されていて、（Ｔ　ｈｌ
）は庫内に配置され、庫内温度を検出する庫内温度セン
サ、（Ｔ　ｈ２）は上記蒸発器（６）に配置され、蒸発
器（６）の温度を検出する熱交温度センサ、（Ｔｈ３）
は室外ユニット（Ａ）の空気吸込口に配置され、室外空
気温度を検出する外気温センサ、（ＰＳ）は低圧を検出
する低圧センサ、（ＨＰＳ）は高圧が過上昇時に作動し
、圧縮機（１）を停止させて保護するための高圧圧力開
閉器であって、上記各センサ類の信号は装置全体の運転
を制御するコントローラ（１１）に入力可能に接続され
ていて、各センサの検出値に応じて装置全体の運転が制
御されるようになされている。

なお、（１２）、（１２）は室外ユニット（Ａ）の出口
配管に設けられた閉鎖弁、（１３）は液ラインの上記室
外キャピラリチューブ（４）をバイパスするバイパス路
（１４）に介設された逆止弁、（１５）は上記庫内キャ
ピラリチューブ（５）をバイパスするバイパス路（１６
）に介設された逆止弁である。

装置の冷凍運転時、四路切換弁（２）は図中実線側の切
換位置にあり、室外ユニット（Ａ）で圧縮機（１）から
吐出された冷媒が凝縮器（３）で凝縮され、庫内ユニッ
ト（Ｂ）に送られて、庫内キャピラリチューブ（５）で
減圧されて蒸発器（６）で蒸発した後、室外ユニット（
Ａ）に戻って、アキュムレータ（７）を経て圧縮機（１
）に吸入されるように循環する。

そして、このような装置の運転後、後述のように設定さ
れるデフロスト周期経過後には、蒸発器（６）の着霜を
除霜すべく、デフロスト運転が行われる。すなわち、四
路切換弁（２）を図中破線側に切換えて、圧縮機（１）
から吐出されるホットガスを蒸発器（６）に直接導入し
、蒸発器（６）の除霜を行った後、室外ユニット（Ａ）
に戻って凝縮器（３）で蒸発するように循環する逆サイ
クルデフロスト運転を行う。このデフロスト運転は、上
記熱交温度センサ（Ｔ　ｈ２）で検出される蒸発器（６
）の配管温度値が所定値まで上昇するか、圧力センサ（
Ｐｓ　）で検出される高圧値が所定値まで達するかした
ときに終了するようになされており、上記熱交温度セン
サ（Ｔ　ｈ２）及び圧力センサ（Ｐｓ　）により、蒸発
器（６）の着霜状態を検出する着霜状態検出手段（５０
）が構成されている。

なお、誤検知からの保護のためにガードタイマ（例えば
４５分程度の設定時間を有するもの）が設けられている
。

ここで、本発明の特徴として、前回のデフロスト運転か
ら次回のデフロスト運転をするまでのデフロスト周期は
以下のように設定される。

すなわち、第３図に示すように、所定の目標デフロスト
周期をＴｒ　　（例えば１８０８０分程値）、所定の目
標デフロスト時間をＴｄｓ（例えば２０分程度の値）、
前回のデフロスト運転時間をＴｄ、庫内自体を例えば−
３０℃から０℃まで上昇させるのに要する時間つまりイ
ニシャル熱量で定まる時間に相当する定数をａ（例えば
２〜３分程度の値）とすると、デフロスト周期Ｔは下記
（１）式％式％（１１ に基づき設定するようになされている。

以下、上記コントローラ（１１）による装置の運転制御
の内容について、第４図のフローチャートに基づき説明
するに、ステップＳ１で入庫後の初回運転か否かを判別
して、初回運転であれば、ステップＳ２で運転時間の積
算を行って、ステップＳ３の判別でその積算時間ｔが目
標デフロスト周期Ｔ「に達すると、デフロスト開始条件
が成立したと判断して、ステップＳ４で逆サイクルデフ
ロスト運転を開始する。そして、ステップＳ５の判別で
デフロスト終了条件が成立するまでデフロスト運転を行
った後、ステップＳ６でデフロスト運転に要した運転時
間Ｔｄを記憶しておく。

一方、上記初回のデフロスト運転が終了すると、ステッ
プＳ７に移行し、上記ステップＳ６で記憶した初回のデ
フロスト運転時間Ｔｄと所定の目標デフロスト運転時間
Ｔｄｓとから、上記（１）式に基づき次回のデフロスト
運転までのデフロスト周期Ｔを算出して決定する。そし
て、ステップＳ８で運転時間ｔの積算を行って、ステッ
プＳ９の判別でその積算時間ｔが上記ステップＳ８で算
出して設定したデフロスト周期Ｔ以上に達すると、デフ
ロスト条件が成立したと判断してステップＳ４に移行し
、上記ステップ５４〜Ｓ６の制御を行う。その後、上記
ステップ５７以下の制御を繰り返して冷凍運転とデフロ
スト運転とを交互に行う。

上記フローにおいて、ステップＳ４により、蒸発器（６
）の着霜が所定値以下になるまでデフロスト運転をする
よう制御するデフロスト運転制御手段（５１）が構成さ
れ、ステップＳ４により、デフロスト運転の所定の目標
運転時間（Ｔ　ｄｓ）に対して前回の運転時間（Ｔｄ　
）が長いほど次回のデフロスト運転までのデフロスト周
期（Ｔ）を所定の目標デフロスト周期値（Ｔｒ　）より
も短くするよう変更するデフロスト運転制御手段（５１
）が構成されている。

したがって、請求項（１）の発明では、装置の運転中、
デフロスト運転制御手段（５１）により、デフロスト周
期毎にデフロスト運転が行われ、ホットガスの蒸発器（
６）への導入により、蒸発器（６）の除霜が行われる。

その際、デフロスト周期変更手段（５２）により、次回
のデフロスト運転までのデフロスト周期Ｔは、前回のデ
フロスト運転に要したデフロスト運転時間Ｔｄが所定の
目標デフロスト運転時間Ｔｄｓよりも長いほど、前回の
デフロスト周期よりも短（するよう変更される。

すなわち、従来のもののように、圧縮機（１）の運転率
や庫内温度だけを考慮してデフロスト周期を設定するも
のでは、非冷却物の水分含有量や、その日の湿度等、外
部条件の変動によって、デフロスト周期中における蒸発
器（６）の着霜量を均一化することができない。したが
って、条件によっては、積分能力を十分確保できなくな
る虞れがある。

それに対して、本発明では、デフロスト運転をすると、
その結果（つまりデフロスト運転時間Ｔｄと目標デフロ
スト運転時間Ｔｄｓとの相違）が学習され、その結果か
ら次のデフロスト周期Ｔが決定されるので、非冷却物や
その日の天候等の条件に対して妥当なデフロスト周期に
漸次近付き、積分能力の向上を図ることができるのであ
る。

請求項（２の発明では、上記請求項（１）の発明におい
て、デフロスト周期変更手段（５２）により、上記（１
）式に基づいてデフロスト周期が設定される。

すなわち、目標デフロスト運転時間Ｔｄｓ及び実際のデ
フロスト運転時間Ｔｄから、庫内が有するイニシャル熱
容量で定まる時間に相当する定数ａが差し引かれ、非冷
却物自体に起因する着霜量に基づいて、デフロスト運転
時間の目標値と実際の値とが比較され、その比に応じて
デフロスト周期Ｔが増減変更されるので、上記請求項（
１）の発明の実効を図ることができるのである。

なお、上記実施例では、目標デフロスト周期Ｔｒを一つ
の値としたが、この目標デフロスト周期Ｔｒをスイッチ
等で選択的に切換えるようにしてもよい。ただし、上記
実施例の場合、ユーザが何等非冷却物等の条件を考慮し
なくても自動的に適切なデフロスト運転か行われる利点
がある。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）の廃明によれば、冷
凍装置の運転中、デフロスト周期毎にデフロスト運転を
するとともに、前回のデフロスト運転時間が所定の目標
値よりも長いほど、次回のデフロスト周期を所定の目標
デフロスト周期よりも短く変更するようにしたので、非
冷却物の水分量や天候等の条件に応じて、デフロスト周
期間における蒸発器の着霜量を均一化することができ、
よって、積分能力の向上を図ることができる。

請求項Ｃ′２Ｊの発明によれば、上記請求項（１）の発
明において、デフロスト周期を変更する際、デフロスト
運転時間の目標値と実際の値とからイニシャル熱量に相
当する時間を減じた後、両者の比に応じてデフロスト周
期を増減変更する演算式に基づきデフロスト周期を変更
するようにしたので、非冷却物自体に起因する着霜量に
応じてデフロスト周期を設定することができ、よって、
上記請求項（１）の発明の実効を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。 第２図以下は本発明の実施例を示し、第２図は冷凍装置
の冷媒配管系統図、第３図は時間に対する冷凍装置の能
力の変化特性を示す特性図、第４図はコントローラの制
御内容を示すフローチャート図である。 １　　圧縮機 ３　　凝縮器 ５　　庫内キャピラリチューブ （減圧機構） ６　　蒸発器 ５０　着霜状態検出手段 ５１　デフロスト運転制御手段 ５２　デフロスト周期変更手段 圧縮機 凝縮器 庫内キャピラリチューブ （減圧機構） 蒸発器 着霜状態検出手段 デフロスト運転制御手段 デフロスト周期変更手段 夏 綱１ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機（１）、凝縮器（３）、減圧機構（５）及
   び蒸発器（６）を順次接続してなる冷凍回路（１０）を
   備えた冷凍装置において、上記蒸発器（６）の着霜状態
   を検出する着霜状態検出手段（５０）と、デフロスト周
   期毎に、上記着霜状態検出手段（５０）で検出される蒸
   発器（６）の着霜が所定値以下になるまでデフロスト運
   転をするよう制御するデフロスト運転制御手段（５１）
   とを備えるとともに、 デフロスト運転の所定の目標運転時間（Ｔｄｓ）に対し
   て前回の運転時間（Ｔｄ）が長いほど次回のデフロスト
   運転までのデフロスト周期（Ｔ）を所定の目標デフロス
   ト周期値（Ｔｒ）よりも短くするよう変更するデフロス
   ト周期変更手段（５２）を備えたことを特徴とする冷凍
   装置の運転制御装置。
2. （２）デフロスト周期変更手段（５２）は下記式、Ｔ＝
   ｛（Ｔｄｓ−ａ）／（Ｔｄ−ａ）｝×Ｔｒ（ただし、ａ
   は所定の定数）に基づき次回のデフロスト周期（Ｔ）を
   設定するものであることを特徴とする請求項（１）記載
   の冷凍装置の運転制御装置。