JP6121050B2 - 冷凍装置 - Google Patents
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Description
(庫内温度−目標庫内温度)>設定値(例えば2℃)の場合は、冷凍能力に比べ庫内の負荷が大きいと判断し、目標蒸発温度をある値(例えば0.5℃)だけ低く再設定して圧縮機の回転数を上昇させ冷却能力を上げる。
(庫内温度−目標庫内温度)<設定値(例えば0℃)の場合は、冷凍能力に比べ庫内の負荷が小さいと判断し、目標蒸発温度をある値(例えば0.5℃)だけ高く再設定し、圧縮機の回転数を下降させ冷却能力を下げる。
設定値(例えば0℃)≦(庫内温度−目標庫内温度)≦設定値(例えば2℃)の場合は、庫内の負荷と冷凍能力が釣り合っていると判断し、目標蒸発温度を現状値に維持する。
図6において、51は冷凍庫の庫内温度を検出する庫内温度検出手段、52は庫内温度検出手段51が検出した庫内温度から目標蒸発温度ETmを算出する目標蒸発温度算出手段である。61は圧縮機1の吸入圧力を検出する吸入圧力検出手段、62は吸入圧力検出手段61が検出した吸入圧力を飽和換算して蒸発温度ET*に換算する飽和温度換算手段である。
ΔTa=庫内温度−目標庫内温度 ・・・ 式(1)
(a)ΔTa>2℃の場合;
(b)ΔTa<0℃の場合;
(c)0℃≦ΔTa≦2℃の場合;
2℃,0℃等の値は一例として使用されている。
(a)の場合(ステップ14)は、ΔTa>2℃より冷凍能力に比べ庫内の負荷が大きいと判断し(ステップ13のYes)、目標蒸発温度ETmを例えば0.5℃だけ低く再設定して冷却能力を上げる方向に制御を促す(圧縮機1のモータの回転数上昇、凝縮器2のファンのファン回転数上昇、膨張弁3のアクチュエータによる弁開度減少)。
(c)の場合は、0℃≦ΔTa≦2℃より冷凍能力と庫内の負荷が釣り合っていると判断し(ステップ15のNo)、目標蒸発温度ETmを現状値に維持してステップ11に戻る。
図1はこの発明の実施の形態1における冷凍装置の概略構成を示している。
図1において、符号の1はインバータモータ駆動により冷媒を圧縮する圧縮機、2はファンからの送風により圧縮冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器、3は凝縮冷媒の圧力を下げ低温の液冷媒に変化させる膨張弁、4は低温の液冷媒を蒸発させて庫内の冷却を行う蒸発器であり、これらの圧縮機1、凝縮器2、膨張弁3、蒸発器4が冷媒配管などで環状に接続されて冷媒回路を構成している。5は膨張弁3を制御する室内機制御装置であり、膨張弁3がアクチュエータにより駆動される電子式膨張弁である場合に膨張弁3の弁開度を設定する機能を有している。6は圧縮機1のインバータモータおよび凝縮器2のファンを制御する室外機制御装置であり、圧縮機1のインバータモータに出力される運転周波数を調整して運転回転数を設定したり凝縮器2のファンのファン回転数を設定したりする。
タイマによる計時が測定タイミングに達すると(ステップ21)、庫内温度検出手段51は、蒸発器4により冷却される庫内の温度を検出する(ステップ22)。複数回の測定タイミングにつき1回を設定タイミングと規定しておき、今回の測定タイミングが設定タイミングであれば(ステップ23)、検出された庫内温度と現時点で設定されている目標庫内温度との偏差である庫内温度偏差ΔTaを式(1)により算出する。加えて、庫内温度変化量算出手段54では過去複数回の測定タイミングにて測定した庫内温度と今回の庫内温度を使用して庫内温度変化量ΔTrを算出する(ステップ24)。すなわち、CPUによる庫内温度変化量算出手段54の機能が、庫内温度検出手段51により検出された庫内温度の履歴から庫内温度変化量を算出する。庫内温度変化量ΔTrは、最小二乗法等の手法を用いて、複数回に検出された庫内温度の変化の平均的な傾きを算出し、算出された傾きに設定タイミング間隔を乗じて、設定タイミング間の平均的な庫内温度の変化量として算出する。庫内温度変化量ΔTrは、その値が正で大きい程、急激に庫内温度が上昇していることを示し、その値が負で小さい(絶対値は大きい)程、急激に庫内温度が下降していることを示す値である。
(a)ΔTa>2℃ かつ ΔTr>2℃の場合;
(b)ΔTa>2℃ かつ 2℃≧ΔTr>0℃の場合;
(c)ΔTa>2℃ かつ ΔTr≦0℃の場合;
(d)ΔTa<0℃ かつ ΔTr<−2℃の場合;
(e)ΔTa<0℃ かつ −2℃≦ΔTr<0℃の場合;
(f)ΔTa<0℃ かつ ΔTr≧0℃の場合;
(g)0℃≦ΔTa≦2℃の場合;
上記において、2℃,0℃等の値はそれぞれ評価尺度の一例として使用したものであるが、これらに限定されるものでない。
ΔTa×α+ΔTr×β ・・・・ 式(2)
(式中のα,β=0〜1の間の係数である。)
すなわち、CPUによる目標蒸発温度算出手段52の機能が、庫内温度検出手段51により検出された庫内温度と現時点で設定されている目標庫内温度との偏差として算出された庫内温度偏差、および庫内温度変化量算出手段54により算出された庫内温度変化量に基づいて目標蒸発温度を算出するのである。
設定タイミングである時刻T1において、庫内温度検出手段51における庫内温度検出結果より、0℃≦ΔTa≦2℃となっているので、従来装置の制御、本実施形態の制御ともに冷却能力と庫内の負荷が釣り合っていると判定し、目標蒸発温度算出手段52は目標蒸発温度(ETm)を現状のままの値に維持する(図7のステップ13,15および図3のステップ25,28)。
時刻T4においては、庫内温度検出手段51による庫内温度検出結果から、庫内温度偏差ΔTa>2℃となっている。従来装置の制御では庫内の負荷に対して冷却能力が不足していると判定し、目標蒸発温度算出手段52は目標蒸発温度(ETm)を現状の値より0.5℃低く再設定する(図7のステップ13,14)。一方、本実施形態における制御では、時刻T1,T2,T3,T4で検出した4つの庫内温度から庫内温度変化量算出手段54が算出した庫内温度変化量ΔTr>2℃となっている。目標蒸発温度算出手段52は、ΔTaとΔTrの値から、庫内の負荷に対して冷却能力が不足しており、さらに庫内温度の変化が急上昇中であると判定し、目標蒸発温度(ETm)を現状の値より1.0℃低く設定する(図3のステップ25,26,31)。
実施の形態1は目標蒸発温度ETmを制御に利用するようにしたものであるが、次に目標蒸発温度ETmを用いないで制御するようにした実施の形態2を説明する。
図5はこのような実施形態2の室内機制御装置5と室外機制御装置6の制御構成を示している。図5中で、実施形態1で示した図2と同じ機能をもつ構成要素には同じ符号号を付している。実施形態1との構成の違いは、室内機制御装置5に目標蒸発温度算出手段52が無く、室外機制御装置6に吸入圧力検出手段61および飽和温度換算手段62が無いことと、室内機制御装置5が第2膨張弁開度設定手段53Aを備えており、室外機制御装置6が第2運転回転数設定手段63Aと第2ファン回転数設定手段64Aを備えていることである。尚、使用する冷媒回路は図1に示した構成と同じである。
2 凝縮器
3 膨張弁
4 蒸発器
5 室内機制御装置
6 室外機制御装置
51 庫内温度検出手段
52 目標蒸発温度算出手段
53 第1膨張弁開度設定手段
53A 第2膨張弁開度設定手段
54 庫内温度変化量算出手段
61 吸入圧力検出手段
62 飽和温度換算手段
63 第1運転回転数設定手段
63A 第2運転回転数設定手段
64 第1ファン回転数設定手段
64A 第2ファン回転数設定手段
ETm 目標蒸発温度
△Ta 庫内温度偏差
△Tr 庫内温度変化量
Claims (1)
- モータ駆動の圧縮機、ファンからの送風を受ける凝縮器、アクチュエータ駆動の膨張弁、および蒸発器を環状に接続して成る冷媒回路と、前記圧縮機のモータおよび前記凝縮器のファンを制御する室外機制御装置と、前記膨張弁のアクチュエータを制御する室内機制御装置と、を備え、
前記室内機制御装置は、前記蒸発器により冷却される庫内の温度を検出する庫内温度検出手段と、前記検出された庫内温度の履歴から庫内温度変化量を算出する庫内温度変化量算出手段と、前記検出された庫内温度と現時点で設定されている目標庫内温度との偏差として算出された庫内温度偏差および前記算出された庫内温度変化量に基づいて目標蒸発温度を算出する目標蒸発温度算出手段と、を備え、
前記室外機制御装置は、前記冷媒回路における前記圧縮機の吸入側の圧力を検出する吸入圧力検出手段と、前記検出された吸入圧力を飽和換算により蒸発温度に換算する飽和温度換算手段と、を備え、
更に、前記室内機制御装置に設けられ、前記算出された目標蒸発温度および前記換算された蒸発温度に基づいて前記膨張弁のアクチュエータによる開度を設定する第1膨張弁開度設定手段、前記室外機制御装置に設けられ、前記算出された目標蒸発温度および前記換算された蒸発温度に基づいて前記圧縮機のモータの運転回転数を設定する第1運転回転数設定手段、および前記室外機制御装置に設けられ、前記算出された目標蒸発温度および前記換算された蒸発温度に基づいて前記凝縮器のファンのファン回転数を設定する第1ファン回転数設定手段のうち少なくとも一つの手段を備えており、
前記目標蒸発温度算出手段は、庫内温度偏差をΔTa、庫内温度変化量をΔTr、α及びβを0〜1の間の係数としたとき、以下の式を用いて前記目標蒸発温度の設定値の変化量を算出することを特徴とする冷凍装置。
ΔTa×α+ΔTr×β ・・・(式)
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