JP2621695B2 - 冷蔵装置 - Google Patents

冷蔵装置

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JP2621695B2
JP2621695B2 JP3173939A JP17393991A JP2621695B2 JP 2621695 B2 JP2621695 B2 JP 2621695B2 JP 3173939 A JP3173939 A JP 3173939A JP 17393991 A JP17393991 A JP 17393991A JP 2621695 B2 JP2621695 B2 JP 2621695B2
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文雄 松岡
牧子 石川
猛 杉本
敏明 山口
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2400/00General features of, or devices for refrigerators, cold rooms, ice-boxes, or for cooling or freezing apparatus not covered by any other subclass
    • F25D2400/28Quick cooling

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  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
  • Cold Air Circulating Systems And Constructional Details In Refrigerators (AREA)
  • Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、冷蔵、あるいは冷凍
により保存を行う冷蔵装置、特に保存物の鮮度維持に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は例えば加藤舜郎著、「食品冷凍の
理論と応用」p414〜p415(株式会社光琳発行
(1988))に示す凍結冷蔵庫内の構成図であり、1
2は凍結冷蔵庫室の壁、13は天井配管の冷却管(冷媒
蒸発器)、14は凍結冷蔵庫内に入れられた凍結食品で
ある。また15は凍結冷蔵庫内の空気の循環を示す。
【0003】次に動作について説明する。式(1)は単
位時間に凍結食品から昇華する水分量W[kg/h]を
示す式である。 W=βF(Pg−Pr) ・・・・・(1) β :食品の表面の性によってきまる昇華率[kg/
2 h(mm Hg)] F :冷凍食品の表面積[m2] Pg:冷凍食品の表面の水蒸気圧[mmHg] Pr:冷凍食品に接している空気の水蒸気圧[mmH
g]
【0004】空気(温度−19℃、飽和水蒸気分圧0.
85mmHg)が冷却管13にあたって冷却され、−20℃
になったとすると−20℃では飽和水蒸気分圧は0.7
7mmHg相当分しか含むことができない。
【0005】従って、0.85−0.77=0.08mmHg
に相当する水分は余分になるから、これが冷却管13表
面上に析出し、 除湿される。 この空気 (−20℃、0.
77mmHg)は再び凍結食品14に接触して温度が上がっ
て−19℃になると、飽和水蒸気分圧の値は0.85mmH
gになるが、含んでいるのは0.77mmHgであるから、こ
こに凍結食品14から水蒸気が移る。凍結冷蔵庫室内で
は、自然対流または強制対流によって、このような空気
の循環が間断なく発生しているので、凍結食品14の水
分が冷却管13表面へ空気によって運ばれて食品の乾燥
が進む。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の冷蔵装置は以上
のように構成されているので、空気が冷却管のところで
除湿される量は、空気と冷却管の温度差が大きいほど多
くなり、鮮度維持の面から好ましくない。また、加湿器
も備えておらず、湿度の制御が不可能であり、食品搬入
時の急速冷凍を実現することができないなどの問題点が
あった。
【0007】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、空気と冷却管の温度差を小さく
し、冷蔵するものの鮮度を維持できる冷蔵装置を得るこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る冷蔵装置
は、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、を冷蔵室外に配
し、回転可変送風機付蒸発器と、この蒸発器の送風機の
回転数を検出する回転数検出手段と、加湿器と、冷蔵室
内の空気湿度を検出する湿度検出手段と、冷蔵室内の空
気温度を検出する温度検出手段と、前記回転数検出手
段、前記湿度検出手段、前記温度検出手段による検出値
を用いて実測した冷蔵室内の鮮度評価関数値と鮮度管理
制御による鮮度評価関数目標値との偏差に基づいて、前
記送風機の回転数または前記加湿器の加湿量を可変する
制御手段と、を冷蔵室内に配したものである。また、制
御手段は、前記冷蔵庫内の温度が安定し、前記送風機の
回転数が所定数の場合には、前記加湿器による加湿を行
わず、回転数を前記所定数よりも下げて、実測した冷蔵
室内の鮮度評価関数値を鮮度評価関数目標値に到達させ
るものである。さらに制御手段は、前記冷凍室内の急速
冷凍を行う場合には、前記送風機の回転数を前記蒸発器
の能力を大きく発揮できる回転数とし、かつ、前記加湿
器による加湿を行い、実測した冷蔵室内の鮮度評価関数
値を鮮度評価関数目標値に到達させるものである。
【0009】
【作用】この発明においては、温度検出手段および湿度
検出手段の検出する冷蔵室内空気温度、湿度に基づいて
送風機または加湿器の運転が制御されるので、空気と冷
却管の温度差を小さくとりながら、あるいは必要に応じ
て送風量増大して能力アップして冷却制御できる。
【0010】
【実施例】実施例1. 以下、この発明の一実施例を図について説明する。図1
において、1は冷蔵室外、2は冷蔵室内を示す。3は圧
縮機、4は凝縮器、5は膨張弁、6は蒸発器、7はこの
蒸発器6に送風する送風機、8は加湿器、9は冷蔵室内
空気温度センサ一、10は冷蔵室内空気湿度センサー、
11は制御手段としての鮮度管理制御装置である。
【0011】図2は、この冷蔵装置における鮮度管理制
御による鮮度評価関数Fを示す特性図である。冷蔵室内
保存温度0℃での冷蔵室内空気相対湿度φ[%]に対す
る食品表面風速v[m/sec]の時の食品表面からの
水分蒸発量dwが一定となる等高線図である。
【0012】図3は、この冷凍装置の鮮度管理制御の制
御ブロック線図である。目標鮮度評価関数値F*と実測
値Fとの偏差△F=F*−Fに基づき、風速v[m/s
ec]相当の送風機回転数(風量)vNと、蒸発温度T
eと相対湿度φ相対量の加湿量を決定(B1)する。こ
れに基づいて冷却能力制御と加湿器制御(B2)、(B
3)を行い、冷蔵室内の負荷が変化(B4)する。鮮度
評価関数の実測値Fは、冷蔵室内空気温度センサー9の
検出値TRと、冷蔵室内空気湿度センサー10の検出値
φと、冷蔵室内蒸発器6用送風機7の回転数vNとによ
り求める(B5)。
【0013】この鮮度評価関数の実測値Fは図4に示す
計算手順により求められる。TRよりその温度値のとき
の飽和水蒸気分圧(食品表面の水蒸気分圧)P1を求
め、TRとφより空気の水蒸気分圧P2を求め、またvN
より食品表面風速vを推測し、これらをもとに食品表面
からの水分蒸発量dwを式(2)より求める。
【0014】 dw=s×a×(P1−P2)0.5×v0.69 ・・・・・(2) dw:1分当りの水分蒸発量[g/min] P1:食品表面の水蒸気分圧[mmHg] P2:空気の水蒸気分圧[mmHg] v :風速[m/sec] s :食品の表面積 a :定数
【0015】このdwの値をFとして出力する。そして
目標F*との偏差△Fに基づいて、上述のように冷却能
力の制御と加湿器の制御を実行するものである。
【0016】次に冷却能力の制御と加湿器の制御につい
て説明する。冷却能力と加湿器を制御するために、鮮度
評価関数目標値F*と実測値Fとの偏差△F=F*−Fに
基づいて、送風機回転数vNと、蒸発温度Teと相対湿
度φ相対量の加湿量を決定する(B1)のであるが、使
用状態に応じてより適切な決定のしかたがある。
【0017】例えば、食品搬入時など冷蔵室内2の急速
冷凍が必要な急速冷凍モード中は蒸発器能力を最大に発
揮する必要がある。この場合、鮮度評価関数値Fの値が
図2のA点であれば、目標鮮度評価関数値F*としては
B点を目標とし、風速はフル運転で蒸発器能力を最大に
発揮させたまま、加湿器8により加湿する方法をとるよ
うにする。
【0018】また、冷蔵室内2の温度が安定しており、
図2のC点で風量が少ない時には、目標鮮度評価関数値
*としてD点を目標とし、更に風速を下げてD点に移
動し、加湿器を運転しない方法をとる。
【0019】このようにこの冷蔵装置によれぱ、鮮度評
価関数Fで風速と湿度を制御できるので、単位時間に食
品から失われる水分量W[kg/h]を極力小さくする
ことができる。さらに、食品搬入時などの立ち上がり時
は急速冷凍用にカバーできる。
【0020】実施例2.なお、上記実施例では、冷凍機
の制御と加湿器の制御が両方共制御可能な場合を示した
が、どちらか一方のみしか制御できない場合についての
適用を述べる。加湿器のみしか制御できない場合は図2
のA→B,C→Eを制御目標とし、冷凍機のみしか制御
できない場合は図2のA→G,C→Dを制御目標とす
る。また上記実施例は冷蔵室の例を示したが、冷凍庫で
あってもよい。
【0021】
【発明の効果】この発明は以上のように構成されている
ので、目標とする冷凍室内の温度と蒸発器冷媒温度との
温度差を小さくし送風機の送風量を小さくしながら冷却
制御でき、あるいは必要に応じて送風機による送風量を
増大して能力アップして冷却制御でき、水分蒸発量が少
なく、冷蔵するものの鮮度を維持できる冷蔵装置が得ら
れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による冷蔵装置の構成図で
ある。
【図2】この発明の冷蔵装置における鮮度管理制御の鮮
度評価関数Fを示す特性図である。
【図3】この発明の冷蔵装置の鮮度管理制御の制御ブロ
ック線図である。
【図4】この発明の冷蔵装置における鮮度評価関数の実
測値を求める計算手順の説明図である。
【図5】従来の冷蔵装置の構成図である。
【符号の説明】
1 冷蔵室外 2 冷蔵室内 3 圧縮機 4 凝縮器 5 膨脹弁 6 蒸発器 7 送風機 8 加湿器 9 空気温度センサー 10 空気湿度センサー 11 制御器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 敏明 和歌山市手平6丁目5番66号 三菱電機 株式会社和歌山製作所内 (56)参考文献 実開 昭59−62480(JP,U)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、 を冷蔵室外に配し、 回転可変送風機付蒸発器と、 この蒸発器の送風機の回転数を検出する回転数検出手段
    と、 加湿器と、 冷蔵室内の空気湿度を検出する湿度検出手段と、 冷蔵室内の空気温度を検出する温度検出手段と、 前記回転数検出手段、前記湿度検出手段、前記温度検出
    手段による検出値を用いて実測した冷蔵室内の鮮度評価
    関数値と鮮度管理制御による鮮度評価関数目標値との偏
    差に基づいて、前記送風機の回転数または前記加湿器の
    加湿量を可変する制御手段と、 を冷蔵室内に配したことを特徴とする冷蔵装置。
  2. 【請求項2】 上記制御手段は、前記冷蔵庫内の温度が
    安定し、前記送風機の回転数が所定数の場合には、前記
    加湿器による加湿を行わず、回転数を前記所定数よりも
    下げて、実測した冷蔵室内の鮮度評価関数値を鮮度評価
    関数目標値に到達させることを特徴とする請求項1記載
    の冷蔵装置。
  3. 【請求項3】 上記制御手段は、前記冷凍室内の急速冷
    凍を行う場合には、前記送風機の回転数を前記蒸発器の
    能力を大きく発揮できる回転数とし、かつ、前記加湿器
    による加湿を行い、実測した冷蔵室内の鮮度評価関数値
    を鮮度評価関数目標値に到達させることを特徴とする請
    求項1記載の冷蔵装置。
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