JPH0514130Y2

JPH0514130Y2 -

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Publication number: JPH0514130Y2
Application number: JP1984190251U
Authority: JP
Priority date: 1984-12-14
Filing date: 1984-12-14
Publication date: 1993-04-15
Anticipated expiration: 1999-12-14
Also published as: JPS61104175U

Description

【考案の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本考案は、運転周波数が可変な電動圧縮機を用
いた冷凍冷蔵庫に関するものである。

＜従来の技術＞従来の冷凍冷蔵庫は、運転周波数が可変できる
電動圧縮機と、庫内温度を検出する庫内温度検出
器と、庫内温度を設定する庫内温度設定器と、庫
内温度と設定温度との温度差を検出する温度差検
出器と、この温度差検出器の出力信号に基づき上
記電動圧縮機に周波数制御信号を出力する周波数
制御信号発生器とから構成されている。

第４図は電動圧縮機の回転周波数と冷凍能力と
の関係を示す図、第５図は電動圧縮機の回転周波
数に対する庫内温度と設定温度の偏差との関係を
示す図である。

第４図に示すように、圧縮機作動用の電動機の
最低回転周波数minに対する最小冷凍能力を
Qmin、最高回転周波数maxに対する最大冷凍
能力をQmaxとすると、第４図から明らかなよう
に、冷却負荷が最大冷凍能力Qmaxと最小冷凍能
力Qminとの間では、電動圧縮機の回転周波数を
連続的に変えることにより、冷凍能力を連続的に
変化させて電動圧縮機を停止することなく、連続
運転することができる。

第５図は運転時の回転周波数を縦軸に、庫内温
度検出器により検出された庫内（例えば冷凍室）
温度Tfと、庫内温度設定器により設定された庫
内（例えば冷凍室）の設定温度Tsとの差（Tf−
Ts）、つまり偏差ΔTを横軸に示しており、庫内
温度Tfと、設定温度Tsとの偏差ΔTが温度差検
出器によつて比較され、周波数選定器により偏差
ΔTに応じた電動圧縮機の回転周波数を第５図に
示すような関係から求め、偏差ΔTをゼロに近づ
けるようにフイードバツク制御されるようになつ
ている。

そして、第５図に実線で示すものは、最高回転
周波数maxと最低回転周波数Fminとの間におい
て偏差ΔTがゼロ、即ち、負荷と冷凍能力とのバ
ランスが取れている。

そして、回転周波数が最低回転周波数minに
接近すると、偏差がプラス、つまり、負荷が一定
であるのに冷凍能力が低下して、庫内温度Tfが
設定温度Tsよりも高くなるので、その偏差の程
度に応じて、回転周波数を大きくなるように制御
して偏差をゼロにする。

反対に、回転周波数が最高回転周波数maxに
接近すると、偏差がマイナス、つまり、庫内温度
Tfが設定温度Tsよりも低くなるので、その偏差
の程度に応じて、回転周波数を小さくなるように
制御して偏差がゼロとなるように電動圧縮機を連
続運転する。

しかし、上記第４図でも説明したように、冷凍
負荷と冷凍能力Ｑと回転周波数Ｆとは相関関係に
あり、連続運転は第５図に実線で示すような場合
は可能であるが、冷凍負荷が最小冷凍能力Qmin
より小さいときには、第５図に破線で示すよう
に、電動圧縮機の周波数を最低回転周波数min
にしても庫内温度Tfは、設定温度TsよりΔTだ
け低い温度になつてしまう。従つて、そのような
場合には、電動圧縮機をオン、オフ制御する断続
運転制御が必要になる。

第６図は従来の周波数可変方式の電動圧縮機を
用いた冷蔵庫の最低回転周波数における断続運転
の状態を示す図、第７図は第６図に示す断続運転
による庫内温度の時間的変化を示す図である。

第６図において冷凍負荷が最小冷凍能力Qmin
以下のとき、電動圧縮機は最低回転周波数min
以下では運転できないため、上記第５図で説明し
た連続運転時のように偏差ΔTをゼロにすること
はできない。

そのため、庫内温度Tfが設定温度TsよりΔT2
以上低くなつたときには電動圧縮機を停止させる
ので、周波数Ｆはゼロに下がる。そして、庫内温
度Tfは庫外からの熱の侵入により徐々に昇温し、
庫内温度Tfが設定温度TsよりもΔT1以上高くな
つたとき電動圧縮機の運転を再開するので、電動
圧縮機の回転周波数Ｆはゼロから一気に最低回転
周波数minまで上昇する。そして、電動圧縮機
を最低回転周波数minのまゝ運転し、偏差が
ΔT2を越えた場合には、再び電動圧縮機を停止
する。以下、上記の如き断続運転を繰返して制御
する。

このときの温度変化を上記第７図に示す。

上記第７図から明らかなように庫内温度Tfが、
設定温度Tsに対して設定されたデイフアレンシ
ヤルの下限一杯のΔT2下がると電動圧縮機の運
転を停止するので庫内温度Tfの低下は止まる。

＜考案が解決しようとする課題＞しかし、断続運転の運転再開時に最低回転周波
数minで運転すると、冷凍サイクルの循環冷媒
量が少ないため、冷媒が蒸発器に流入するまでに
充分な圧縮、液化が行われない。従つて、蒸発器
における冷媒の気化が充分に起こらず、冷凍サイ
クルの安定までの一時遅れ現象によるオフセツト
（設定温度を外れる現象）により、庫内温度Tfは
設定温度Tsのデイフアレンシヤル上限一杯の
ΔT1ではなくΔT1aまで上昇することになり、庫
内温度Tfの平均温度は設定温度Tsより高くなり
設定通り制御できず、運転ロスにより消費電力が
増加するという問題があつた。

また、断続運転の運転再開時に、最高回転周波
数maxに近い周波数で運転すると、今度は庫内
温度Tfの下限が設定温度Tsに対してΔT2より大
幅に冷え過ぎてしまつて、やはり、庫内温度Tf
の平均温度が設定温度Tsより低くなつてしまう
という問題があつた。

本考案はこのような問題点を解決するためにな
されたものであつて、庫内温度が設定した上限温
度よりも高くなり、断続運転モードで電動圧縮機
の運転を再開するときには最低回転周波数よりも
高い周波数で一定時間運転して、冷凍サイクルの
循環冷媒量の不足に起因する冷凍能力の不足によ
るオフセツトと運転ロスによる消費電力の増加を
防止できる冷凍冷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＞上記目的を達成するためこの考案は、運転周波
数が可変とされた冷媒圧縮用の電動圧縮機１と、
前記電動圧縮機１の運転周波数を制御する制御装
置２とを備え、上記制御装置２は、庫内温度Tfを検出する庫内温度検出器３と、庫内温度を設定するための庫内温度設定器４
と、上記庫内温度Tfと、上記庫内温度設定器４に
より設定された設定温度Tsとの温度差を検出す
る温度差検出器５と、上記温度差検出器５の出力信号に基づき運転停
止を含めた周波数の設定を行う周波数選定器６
と、上記周波数選定器６の出力信号に基いて上記電
動圧縮機１に周波数制御信号を出力する周波数制
御信号発生器７とから構成され、上記制御装置２は、上記庫内温度Tfと設定温
度Tsとから庫内の負荷状態を検出し、上記周波
数選定器６により、上記負荷に応じた制御信号を
形成して上記電動圧縮機１を制御して冷却を行う
冷凍冷蔵庫であつて、上記負荷が大きいときは、連続運転周波数選定
器６Ａにより電動圧縮機１を連続運転するための
周波数を選定して連続運転し、負荷が小さいとき
は、断続運転を行う冷凍冷蔵庫において、上記電動圧縮機１を最低回転周波数minにし
ても、庫内温度Tfが設定温度Tsより低くなると
きは電動圧縮機１を停止し、庫内温度Tfが設定
温度Tsよりも高くなり、電動圧縮機１を起動し
て断続運転するに際し、上記最低回転周波数
minよりも高い周波数xで一定時間運転するた
めの周波数を選定する断続運転周波数選定器６Ｂ
を備えたことを特徴とする。

＜作用＞上記構成において、断続運転における起動時に
は、電動圧縮機を最低回転周波数より高い周波数
で一定時間運転するので、冷凍サイクルの循環冷
媒量が増加して冷凍サイクルが早期に安定し、オ
フセツトをなくして庫内温度を設定通りに制御す
ることができ、また、運転ロスによる消費電力の
増加を防止することができる。

＜実施例＞以下、本考案をその実施例を示す図面に基づい
て詳述する。

第１図は本考案の冷凍冷蔵庫の一実施例を示す
ブロツク図、第３図は同じくその制御フローチヤ
ートである。

上記第１図において、１は運転周波数が可変と
された冷媒圧縮用の電動圧縮機、２は前記電動圧
縮機１の運転周波数を制御する制御装置２であ
り、前記制御装置２は、庫内温度を検出する庫内
温度検出器３と、庫内温度を設定するための庫内
温度設定器４と、庫内温度と設定温度との温度差
を検出する温度差検出器５と、前記温度差検出器
５の出力信号に基づき運転停止を含めた周波数の
設定を行う周波数選定器６と、前記周波数選定器
６の出力信号に基いて上記電動圧縮機１に周波数
制御信号を出力する周波数制御信号発生器７とか
ら構成されている。

そして、上記周波数選定器６は、冷凍負荷が大
きいとき、電動圧縮機１を連続運転するための周
波数を選定する連続運転周波数選定器６Ａと、前
記冷凍負荷が小さく、電動圧縮機１を最低回転周
波数minにしても、庫内温度Tfが設定温度Tsの
下限温度よりも低くなるときに上記電動圧縮機１
を停止し、庫内温度Tfが設定温度Tsの上限温度
よりも高くなり、断続運転により電動圧縮機１を
起動するに際し、前記最低回転周波数minより
も高い周波数で一定時間運転するための周波数を
選定する断続運転周波数選定器６Ｂとから構成さ
れたものである。

また、上記電動圧縮機１は、圧縮機８と、この
圧縮機８を作動させる電動機９と、上記周波数制
御信号発生器７からの制御指令を受けて電動機９
を駆動制御する周波数制御駆動部１０とから構成
されている。

次に本考案の冷凍冷蔵庫の制御方法について述
べる。

上記第１図のブロツク図と第３図のフローチヤ
ートに従つて説明する。

ステツプS1において、冷凍冷蔵庫の電源がon
され、続いてステツプS2において、サーミスタ
等の庫内温度検出器３で検出された庫内温度Tf
が入力され、ステツプS3において、第５図に示
す庫内温度設定器４で設定された設定温度Tsと
庫内温度Tfとの偏差と、圧縮機８の回転周波数
との関係から、圧縮機８を断続運転するかしない
かを判定し、YES（図中ではＹと略す）即ち、最
低回転周波数minにしても、庫内温度Tfが設定
温度Tsより下がつてしまうときは、断続運転モ
ードと判定し、ステツプS4に進んで圧縮機８が
onしているか否かを判定し、NO（図中ではＮと
略す）即ち、圧縮機８がonしていなれば、ステ
ツプS5に進んで庫内温度Tfが設定温度Tsより
ΔT1以上高くなつているか否かを判定し、YES
であればステツプS6に進み、断続運転周波数選
定器６Ｂにより最低周波数minより高い周波数
xを選定して圧縮機８を断続運転モードで運転
し、ステツプS7に進んで、電源がoffされている
か否かを判定し、YES即ち、offされておれば制
御を終了するが、NOであればステツプS2の前に
戻り、再び、庫内温度Tfの入力を行う。

また、上記ステツプS5において、NOであれば
ステツプS7に進む。

上記ステツプS3において、圧縮機８の断続運
転がNOと判定されたときは、ステツプS8におい
て、連続運転周波数選定器６Ａによつて、偏差の
大小より周波数Ｆを設定し、ステツプS9に進ん
で、周波数Ｆが最低回転周波数min以下か否か
を判定し、YES即ち、最低回転周波数min以下
であればステツプS10に進み、庫内温度Tfが設定
温度TsよりΔT2以上低いか否かを判定し、YES
であればステツプS11に進み、圧縮機８を停止す
ると共に、断続運転モードに切替え、ステツプ
S7に進み、NOであれば、ステツプS2の前に戻つ
て、再び庫内温度Tfを入力する。

そして、ステツプS10において、NOであれば
ステツプS7に進み、ステツプS7において、NOで
あればステツプS2の前に戻つて、再び庫内温度
Tfを入力する。

また、ステツプS9において、NO即ち、周波数
が最低回転周波数min以下でなければステツ
プS12において、ステツプS8で設定した周波数
に変更し、ステツプS7に進んで、ステツプS7に
おいてNOであれば、ステツプS2の前に戻り、再
び庫内温度Tfを入力する。

また、上記ステツプS4において、YES即ち、
圧縮機８が運転しておれば、周波数を上記最低
回転周波数minより高い回転周波数xに固定し、
ステツプS13に進んで、庫内温度Tfが設定温度
TfよりΔT2以上低いか否かを判定し、YESであ
ればステツプS14に進んで圧縮機８をoffし、ステ
ツプS7に進む。

一方、ステツプS13において、NOであればス
テツプS15に進んで、圧縮機８の起動からの積算
時間（On−Ｔ）が一定時間｛（On−Ｃ）即ち、
圧縮機作動用の電動機の運転周波数を最低回転周
波数minより高い回転周波数Fxで一定時間保持
する時間をいう｝に達したか否かを判定し、NO
即ち、達していなければステツプS7に進み、
YES即ち、達しておればステツプS16に進んで、
庫内温度Tfが設定温度Tsより高いか否かを判定
し、NO即ち、高くなければステツプS7に進み、
YES即ち、高ければステツプS17に進んで連続運
転モードに変更し、ステツプS8の前に戻る。

第２図は同じく断続運転モードにおける庫内温
度及び周波数の時間的変化を示す図であり、上記
第３図に示す制御のフローを具体的に説明するた
めのもので、第２図中のイ，ハ，ホの位置は上記
ステツプS5でYESと判定された位置に相当し、
庫内温度Tfが設定温度TsよりΔT₁オーバーした
位置であり、断続運転モードで圧縮機８を最低回
転周波数Fminより少し高い回転周波数xで運転
する。

そして、第２図のロ，ニ，ヘの位置は、上記ス
テツプS13でYESと判定された位置に相当し、庫
内温度Tfが設定温度TsよりΔT2以上低くなるの
で、圧縮機８を停止する。このとき、断続運転で
の起動からの積算運転時間（On−T₁），（On−
T₂），（On−T₃）は、一定時間｛On−Ｃ（第２図
中にＡで示す時間）｝より短いため、回転周波数
はxのまゝである。

そして、図中のトの位置において庫内の設定温
度Tsが、庫内温度設定器４により更に低温の
Ts′に設定されると、圧縮機８の積算運転時間
（On−T₄）が一定時間（On−Ｃ）即ち、一定時
間Ａより長くなるため、一定時間Ａを経過すると
回転周波数ＦがFxから最低回転周波数minに向
かつて徐々に低下し、リの位置で庫内温度Tfが
設定温度Ts′よりΔT2だけ低くなるため圧縮機８
は停止する。なお、チの位置は、ステツプS15に
おいてYES、即ち積算時間が一定時間を越えた
と判定され、次のステツプS16において、庫内温
度Tfが設定温度Tsより高い即ち、YESと判定さ
れた位置にも相当する。

そして、断続運転モードから連続運転モードに
切り替わつてステツプS8の前に進み、偏差が小
さいため最低回転周波数minに向かつて周波数
が徐々に下げられ、リの位置で圧縮機８は停止
する。

＜考案の効果＞本考案の冷凍冷蔵庫は以上のように構成された
ものであるので、断続運転モードにおける圧縮機
の起動時の最低回転周波数運転により発生する冷
凍サイクルの安定までの一時遅れに伴う庫内温度
の異常上昇を防止して設定温度通りに制御でき、
また、運転ロスに伴う消費電力量の増加が防止で
きるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の冷凍冷蔵庫の一実施例を示す
ブロツク図、第２図は同じく断続運転における庫
内温度及び周波数の時間的変化を示す図、第３図
は同じくその制御フローチヤート、第４図は電動
圧縮機の周波数と冷凍能力との関係を示す図、第
５図は電動圧縮機の周波数に対する庫内温度と設
定温度との偏差を示す図、第６図は従来の周波数
可変方式の電動圧縮機を用いた冷蔵庫の最低周波
数における断続運転の状態を示す図、第７図は同
じくその制御による庫内温度の時間的変化を示す
図である。１……電動圧縮機、２……周波数制御装置、３
……庫内温度検出器、４……庫内温度設定器、５
……温度差検出器、６……周波数選定器、７……
周波数制御信号発生器、８……圧縮機、９……電
動機、１０……周波数制御駆動部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】運転周波数が可変とされた冷媒圧縮用の電動圧
縮機１と、前記電動圧縮機１の運転周波数を制御
する制御装置２とを備え、上記制御装置２は、庫内温度Tfを検出する庫内温度検出器３と、庫内温度を設定するための庫内温度設定器４
と、上記庫内温度Tfと、上記庫内温度設定器４に
より設定された設定温度Tsとの温度差を検出す
る温度差検出器５と、上記温度差検出器５の出力信号に基づき運転停
止を含めた周波数の設定を行う周波数選定器６
と、上記周波数選定器６の出力信号に基いて上記電
動圧縮機１に周波数制御信号を出力する周波数制
御信号発生器７とから構成され、上記制御装置２は、上記庫内温度Tfと設定温
度Tsとから庫内の負荷状態を検出し、上記周波
数選定器６により、上記負荷に応じた制御信号を
形成して上記電動圧縮機１を制御して冷却を行う
冷凍冷蔵庫であつて、上記負荷が大きいときは、連続運転周波数選定
器６Ａにより電動圧縮機１を連続運転するための
周波数を選定して連続運転し、負荷が小さいとき
は、断続運転を行う冷凍冷蔵庫において、上記電動圧縮機１を最低回転周波数minにし
ても、庫内温度Tfが設定温度Tsより低くなると
きは電動圧縮機１を停止し、庫内温度Tfが設定
温度Tsよりも高くなり、電動圧縮機１を起動し
て断続運転するに際し、上記最低回転周波数
minよりも高い周波数xで一定時間運転するた
めの周波数を選定する断続運転周波数選定器６Ｂ
を備えたことを特徴とする冷凍冷蔵庫。