JPH0535336B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明はプレハブ式低温庫等に用いられる冷凍
装置に関し、特に、前記冷凍装置を構成するコン
プレツサ及びヒータの運転制御装置に関する。

(ロ) 従来の技術 例えば、実開昭58−188554号公報には、能力可
変形圧縮機をそれぞれ有する複数の冷凍サイクル
と、前記各圧縮機の駆動用モータを駆動するため
の１つのインバータ回路と、このインバータ回路
から前記各駆動用モータへの通電路または電源か
ら各駆動用モータへの通電路を選択的に形成する
複数個のスイツチと、負荷の大きさに応じて前記
各スイツチの制御およびインバータ回路の制御を
行なう制御部を備えた冷凍サイクル装置が示され
ている。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点 上記従来の技術において、例えば冬期の周囲温
度が低いときなど、負荷が小さくなり１つの冷凍
サイクルのみの運転になり、さらに、この１つの
冷凍サイクルの圧縮機の駆動モータが下限の運転
になつたとき、冷凍サイクルの冷却能力がなお負
荷を上回つている場合には、室内温度は設定温度
より低くなり、室内の貯蔵商品に品質低下が発生
するという問題点が発生していた。本発明は前記
問題点を解決すると共に、低負荷時の温度制御を
良好にすることを目的とする。

(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するためになされた
もので、以下、実施例に基づいて説明すると、庫
内温度に基づいてPID制御による周波数を演算
し、第１周波数とこの第１周波数よりも低い第２
周波数との間の周波数信号を出力するコントロー
ラ１０と、このコントローラ１０から周波数信号
を入力して周波数制御された電力を前記コンプレ
ツサ２に出力するインバータ回路１１と、前記蒸
発器４に設けられ、前記コントローラ１０で演算
した周波数が前記第２周波数よりも若干低くなつ
たときに、前記コントローラ１０からの出力によ
つて通電され、且つ前記周波数が前記第２周波数
よりも若干高くなつた場合には前記コントローラ
１０からの出力によつて非通電となるヒータ８と
を備えてなる冷凍装置の運転制御装置を提供する
ものである。

(ホ) 作用 以下、実施例によれば、冬期等の冷却負荷が小
さいとき、庫内温度は次第に低下しコントローラ
１０の演算値も次第に低下する。そして、前記演
算値が第２周波数になり、コンプレツサ２が最低
周波数運転を開始し、且つ前記演算値が前記第２
周波数より数Hz低い第３周波数になつたとき、コ
ントローラ１０の動作によりヒータ８への通電を
開始させ、庫内温度に基づく通電時間制御を開始
させ、以後、庫内温度が上昇して前記演算値が前
記第２周波数より数Hz高い第４周波数になつたと
き、コントローラ１０の動作により前記ヒータへ
の通電を停止させると共に、コンプレツサ２を最
低周波数運転から前記演算値に基づく運転に移行
させ、前記演算値が前記第３周波数と第４周波数
との間にあるときはコンプレツサ２の最低周波数
運転とヒータ８への通電とが並行して行われ、前
記第２周波数を跨ぐ第３周波数と第４周波数との
間にて余剰冷却熱量とヒータの発熱とが相殺され
ることになり安定した庫内温度制御が行われる。

(ヘ) 実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第１図に示した１はプレハブ式冷蔵庫である低
温庫、Ａは前記低温庫冷却用の冷凍装置である。
ここで冷凍装置Ａは例えばロータリ式のコンプレ
ツサ２、凝縮器Ｃ、冷媒液絞り膨張装置３庫内に
架設された蒸発器４等を冷媒配管にて環状に接続
すると共に、凝縮器用及び蒸発器用の送風機５及
び６等から構成されている。又、庫内には温度セ
ンサ７が取付けられている。尚、８は蒸発器４の
下部に設けられたシーズヒータ等の庫内温度調節
用電気ヒータである。

１０は温度センサ７から温度信号を入力するコ
ントローラで、このコントローラは温度センサ７
が感知した温度信号に基づいてPID制御による演
算を行いこの演算による値である周波数信号を出
力する。又、１１はインバータ回路で、このイン
バータ回路はコントローラ１０から周波数信号線
１２を介して周波数信号を入力し、この周波数信
号に基づき周波数制御された電力を出力する。そ
して、この電力はコンプレツサ電源供給線１３を
介してコンプレツサ２に供給される。又、１５は
ヒータ入力電源装置で、このヒータ入力電源装置
はソリツドステートリレー１６を内蔵しており、
コントローラ１０からヒータ出力制御線１７を介
して制御信号を入力してその信号に基づいてヒー
タ８の通電を時間制御する。

以下、上記冷凍装置の動作について説明する。
コントローラ１０は温度センサ７からの温度信号
に基づいて周波数信号をインバータ回路１１へ出
力し、前記周波数信号は庫内温度に基づいて出力
され、例えば60Hzの第１周波数と例えば30Hzの第
２周波数との間で任意の周波数信号が出力され
る。尚、コントローラ１０での庫内温度に基づく
演算値が30Hzより小さい場合にもコントローラ１
０の出力する周波数信号は第２周波数の30Hzに限
定される。今、コントローラ１０の演算値が例え
ば40Hzのとき、この40Hzの周波数信号は周波数信
号線１３を介してインバータ回路１１へ送られ、
インバータ回路１１は前記周波数信号により決つ
た40Hzの電力をコンプレツサ２へ出力する。そし
て、コンプレツサ２はインバータ回路１１から供
給される電力に基づいて運転される。以後、庫内
温度に基づいてコントローラ１０から出力される
周波数信号は変化し、インバータ回路１１からコ
ンプレツサ２へ供給される電力の周波数は変化し
て、庫内温度は略設定温度例えば氷温域とされる
−２℃〜０℃の範囲に保たれる。

上記の如く庫内温度が制御されているとき、冬
期の周囲温度が低い場合又は、プレハブ冷蔵庫が
寒冷地に設置され周囲温度が低い場合等に、冷却
負荷に対して冷凍装置による冷却能力が大きく、
庫内温度が設定温度より低い傾向にあるときに
は、コントローラ１０から出力される周波数信号
は次第に低下する。そして、コントローラ１０で
の演算値が第２周波数の30Hzになつたときには、
周波数信号が30Hzになり、コンプレツサ２はイン
バータ回路１１からの電力により最低周波数運転
を開始する。このとき、冷却負荷より冷却能力が
依然として大きく、庫内温度が設定温度より低い
場合には、コントローラ１０での演算値は30Hzよ
り低くなる。しかし乍ら、コントローラ１０は30
Hzの周波数信号を継続して出力してコンプレツサ
２は最低周波数運転を継続するため、庫内温度は
次第に低下する。そしてコントローラ１０におけ
る演算値が最低周波数の30Hzより若干例えば２Hz
低い第３周波数の28Hzになつたとき、コントロー
ラ１０は動作して、ヒータ出力制御線１７を介し
て制御信号をヒータ入力電源装置１５へ出力し、
このヒータ入力電源装置のソリツドステートリレ
ー１６にはオン信号が与えられ、ヒータ８は通電
され発熱する。ここで、ヒータ８はコンプレツサ
２が最低周波数運転を行つているときの最小冷却
能力即ちヒータ８通電時の冷却能力Q₁と低温庫
から外部への放熱量Q₂（例えば外気０℃、庫内設
定温度９℃の場合等には庫外への放熱になる。）
との合計値より大きい加熱能力Ｗ数を有してい
る。即ち、 必要ヒータＷ数×0.86≧Q₁＋Q₂Kcal／ｈであ
る。

ヒータ８の発熱により設定温度より低下傾向に
あつた庫内温度は次第に上昇し、庫内温度が設定
温度で安定したときには、以後冷凍装置による冷
却運転とヒータ８の通電時間制御による加熱運転
とが同時に行われる。その後例えば庫内への貯蔵
物の搬入、又は貯蔵物の搬出等により庫内へ外気
が侵入し、庫内温度が上昇傾向になつたときに
は、コントローラ１０の演算値は次第に上昇す
る。そして、前記演算値が第２周波数の30Hzより
若干例えば５Hz高い35Hzの第４周波数であるヒー
タ制御停止条件に達する前に、前記搬入又は搬出
作業が終了して外気侵入が停止した場合には、庫
内温度は冷却運転により低下傾向になり、コント
ローラ１０の演算値は次第に低下する。尚、上記
の庫内温度変化時にもヒータ８は庫内温度の変化
に基づく通電時間制御運転を続行し、庫内温度の
上昇時にはソリツドステートリレー１６のオン時
間は短くなり容量は低下し、庫内温度の低下時に
は容量は上昇する。

さらに、コンプレツサ２が最低周波数運転を行
い、ヒータ８が通電時間制御運転を行つていると
き、再び貯蔵物の搬入、又は搬出作業が開始され
たときには、庫内への外気侵入により庫内温度は
次第に上昇する。そして、庫内温度上昇に伴ない
コントローラ１０の演算値は次第に上昇する。こ
のとき、例えば前記搬入又は搬出作業が長くな
り、庫内温度上昇幅が上記の場合より大きくな
り、このため、コントローラ１０の演算値が35Hz
の第４周波数になつたときには、コントローラ１
０はヒータ８の通電停止信号を出力する。この信
号はヒータ入力電源装置１５に与えられ、ソリツ
ドステートリレー１６はオフしてヒータ８は非通
電になり発熱は停止する。又、コントローラ１０
は最低周波数に代わりPID制御による演算値の周
波数信号をインバータ回路１１へ出力し、このイ
ンバータ回路１１から周波数制御された電力が出
力される。そして、コンプレツサ２は前記電力に
より運転され、以後、庫内温度は略設定温度に保
たれる。

従つて、庫内温度に基づいてコンプレツサ２へ
供給される電力の周波数は制御され、庫内温度の
制御が行われているとき、例えば周囲温度の低下
により冷却負荷も低下して、コントローラ１０の
出力する周波数信号が第２周波数の30Hzになつた
以後は、コントローラ１０の演算値が30Hzより低
くなつた場合には、コントローラ１０は30Hzの周
波数信号を継続して出力する。そして、最低能力
の冷却運転にもかかわらず庫内温度が低下傾向に
あり、コントローラ１０の演算値が前記最低周波
数より低い第３周波数の28Hzになつたときコント
ローラ１０は動作してヒータ８への通電は開始さ
れ、ヒータ８の発熱により庫内は加熱されるた
め、冷凍装置による余剰冷却能力とヒータ８の発
熱とが相殺されることになり、庫内の冷えすぎを
防止して庫内を略設定温度に保つことができるの
は勿論、上記の如くコントローラ１０の演算値が
コンプレツサ２の最低周波数運転による庫内温度
低下のため第２周波数よりさらに低い第３周波数
になつたとき、ヒータ８へ通電されるため、この
ヒータの発熱により庫内温度が上昇傾向になり設
定温度を越えた場合にはオーバーシユートを僅か
に押えることができる。

又、ヒータ８への通電時、コントローラ１０の
演算値が前記第２周波数の30Hzより５Hz高い35Hz
の第４周波数になつた後、ヒータ８への通電は停
止されるため、ヒータ８の通電、非通電の繰り返
しを回避でき、ヒータ８のオフを例えば30Hzに設
定したときのように、上記オーバーシユート等に
より直ちにヒータ８への通電が停止され以後ヒー
タ８への通電、非通電が繰り返され、この繰り返
しに伴なう前記演算値の変化及び庫内温度の変動
は大きくなり、庫内温度が不安定になることを回
避でき、このため庫内温度を略設定温度に安定さ
せることができ、この結果、貯蔵商品の品質を長
期間良好に保つことができる。

又、第２図は低冷却負荷時の運転制御フローチ
ヤート図、第３図は同じく低冷却時の、コントロ
ーラ１０の演算値、コンプレツサ２の運転周波
数、及び庫内温度変化を示した特性図である。

尚、上記実施例において、インバータ回路１１
から１台のコンプレツサ２へ電力を供給する冷凍
装置について説明したが、複数の冷凍装置に設け
られたコンプレツサをインバータ回路１１からの
電力により運転させるような場合にも、上記実施
例と同様に運転制御することにより同様な作用効
果を得ることができる。又、コントローラ１０に
予じめ設定される第１〜第４周波数は上記実施例
に限定されるものではない。

(ト) 発明の効果 本発明は上記実施例にて説明した冷凍装置の運
転制御装置であるから、冬期等の周囲温度が低下
して冷却負荷の小さいとき、コントローラからの
周波数信号が第２周波数になり、さらに前記コン
トローラで演算された周波数が第２周波数より若
干低い第３周波数になるとヒータへの通電は始ま
り、又、前記ヒータの発熱による庫内温度の上昇
に伴ない前記演算値が上昇した場合には、前記第
２周波数より若干高い第４周波数にて前記ヒータ
は非通電になるため、コントローラによつて演算
された周波数が第３周波数になり前記ヒータへ通
電されたときの温度上昇即ちオーバーシユートを
少なくできることは勿論、コンプレツサ運転の最
低周波数となる第２周波数を跨いで冷凍装置によ
る余剰冷却熱量と前記ヒータの発熱量とを相殺し
て庫内の冷え過ぎを防止できることに加え、前記
ヒータを非通電としたときに、例えば負荷の潜熱
が起因して庫内温度が若干下がつたときでも、前
記演算値が前記第３周波数まで降下することはな
く、その結果、前記ヒータ及びコンプレツサへの
通電、非通電が繰り返されることを回避でき、前
記通電、非通電の切換えに伴なう庫内温度の変化
を最小限にとどめることができ、このため、冷却
負荷の低下時も庫内温度を略設定温度に安定させ
ることができ、この結果、貯蔵物の品質を長期間
にわたり良好に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示し、
第１図は冷凍装置の運転制御ブロツク図、第２図
は低冷却負荷時の運転制御フローチヤート図、第
３図は低冷却負荷時のコントローラの演算値、コ
ンプレツサの運転周波数、及び庫内温度変化を示
した特性図である。 １……低温庫、Ａ……冷凍装置、２……コンプ
レツサ、４……蒸発器、Ｃ……凝縮器、８……ヒ
ータ、１０……コントローラ、１１……インバー
タ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ コンプレツサ、凝縮器および蒸発器を配管接
   続した冷凍装置において、庫内温度に基づいて
   PID制御による周波数を演算し、第１周波数とこ
   の第１周波数よりも低い第２周波数との間の周波
   数信号を出力するコントローラと、このコントロ
   ーラから周波数信号を入力して周波数制御された
   電力を前記コンプレツサに出力するインバータ回
   路と、前記蒸発器に設けられ、前記コントローラ
   で演算した周波数が前記第２周波数よりも若干低
   くなつたときに、前記コントローラからの出力に
   よつて通電され、且つ前記周波数が前記第２周波
   数よりも若干高くなつた場合には前記コントロー
   ラからの出力によつて非通電となるヒータとを備
   えてなる冷凍装置の運転制御装置。