| 【発明の名称】 |
冷凍装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】松永 久嗣
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| 【要約】 |
【課題】安定した制御により着霜時の蒸発器風量と冷凍能力の低下を抑制できる冷凍装置を提供すること。
【解決手段】まず、送風機１の初期風量（冷媒蒸発器の無着霜時の風量）を冷凍装置の実効冷凍能力が最大となる風量に設定する。その後、冷媒蒸発器５の吹出風速が低下した場合は、送風機１の送風レベル（モータ回転数）を予め設定されている最大風量レベルに到達するまで段階的に増加する。送風機１の送風レベルが最大風量レベルに到達した場合は、その送風レベル（最大風量レベル）を所定時間維持した後、更に冷媒蒸発器５の吹出風速が予め設定されている吹出風速まで低下した場合に除霜運転を実行する。これにより、クールダウン時間を短縮でき、且つ蒸発器風量と冷凍能力の低下を抑制できる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】内部を流れる低温冷媒との熱交換によって送風空気を冷却する冷媒蒸発器と、この冷媒蒸発器に送風する送風機と、この送風機の回転数を制御する制御手段とを備えた冷凍装置であって、前記制御手段は、前記冷凍装置の実効冷凍能力が最大となる時の前記冷媒蒸発器への送風量を前記送風機の初期風量として設定し、前記冷媒蒸発器を通過して吹き出される吹出風量が前記初期風量と略等しくなるように前記送風機の回転数を制御することを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】前記送風機より送風された空気が前記冷媒蒸発器を通過して吹き出される吹出空気の風速を検出する風速センサを備え、前記制御手段は、前記風速センサで検出される風速が、前記送風機の初期風量時の風速と略等しくなるように前記送風機の回転数を制御することを特徴とする請求項１に記載した冷凍装置。
【請求項３】前記制御手段は、前記送風機の回転数が予め設定されている最高回転数に到達した後、前記風速センサで検出される風速が予め設定した風速まで低下した場合に除霜運転を行うことを特徴とする請求項２に記載した冷凍装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、保冷庫等に用いられる冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術として、特開平５−３９９７４号公報に開示された冷却装置がある。この冷却装置は、蒸発器出口管部と庫内の貯蔵品近傍との温度差の大きさに応じて蒸発器用送風機の回転数を制御することにより、着霜による蒸発器風量の低下、冷却能力の低下を抑制するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、車両の走行用エンジンで圧縮機を駆動する場合は、エンジン回転数の変動により圧縮機の回転数が変動し、蒸発器出口管部の温度も変動するため、蒸発器出口管部と庫内の貯蔵品近傍との温度差も変動して安定した制御ができないという問題が生じる。このため、冷凍（冷却）運転中の着霜による蒸発器風量の低下、冷却能力の低下を抑制することは困難である。
【０００４】本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、安定した制御により着霜時の蒸発器風量と冷凍能力の低下を抑制できる冷凍装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】（請求項１の手段）本発明では、冷凍装置の実効冷凍能力が最大となる時の冷媒蒸発器への送風量を送風機の初期風量として設定し、冷媒蒸発器を通過して吹き出される吹出風量が初期風量と略等しくなるように送風機の回転数を制御する。この場合、従来技術のように蒸発器出口管部の温度に基づいて送風機の回転数を制御する必要がないので、エンジン回転数の変動に関わりなく、安定した制御を実行できる。なお、冷凍装置の実行冷凍能力は、冷凍装置の冷凍能力から送風機の消費電力を減算して求められる。
【０００６】また、冷凍装置の実効冷凍能力が最大となる時の冷媒蒸発器への送風量を送風機の初期風量として設定することにより、最も効率的に庫内をクールダウン（急速冷却）できるため、そのクールダウン時間を短縮できる。更に、冷媒蒸発器の着霜時には、冷媒蒸発器を通過して吹き出される吹出風量が送風機の初期風量と略等しくなるように、送風機の回転数を上げて冷媒蒸発器への送風量を増加することにより、蒸発器風量と冷凍能力の低下を抑制できる。
【０００７】（請求項２の手段）冷媒蒸発器の着霜時には、冷媒蒸発器の吹出風速を風速センサで検出し、その風速センサで検出された風速が、送風機の初期風量時の風速と略等しくなるように送風機の回転数を制御する。これにより、着霜時においても冷媒蒸発器の吹出風量を送風機の初期風量と略等しくできる。
【０００８】（請求項３の手段）送風機の回転数が予め設定されている最高回転数に到達した後、風速センサで検出される風速が予め設定した風速まで低下した場合に除霜運転を行う。この制御により除霜運転を効率的に行うことができる。なお、送風機の回転数が予め設定されている最高回転数に到達した後、その最高回転数を一定時間維持し、その後に除霜運転を行っても良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は冷凍装置の冷凍サイクル図である。本実施形態の冷凍装置は、例えば食料品等を貯蔵する保冷庫に適用されるもので、保冷庫内を冷却（または冷凍）するための冷却手段である冷凍サイクルＳと、この冷凍サイクルＳに使用する送風機１の作動を制御する制御手段（後述する）とを備える。
【００１０】冷凍サイクルＳは、冷媒圧縮機２、冷媒凝縮器３、膨張弁４、冷媒蒸発器５を有し、これらの機能部品を冷媒配管６により接続して構成される。また、冷凍サイクルＳには、冷媒凝縮器３と膨張弁４とをバイパスして冷媒圧縮機２より吐出された高温冷媒を冷媒蒸発器５へ導くためのバイパス通路７と、このバイパス通路７を開閉する電磁弁８とが設けられている。
【００１１】送風機１は、保冷庫内の空気を冷媒蒸発器５に送風して循環させるもので、ファン１Ａとモータ１Ｂから成る。制御手段は、送風機１のモータ回転数を可変するモータ制御器９と、冷媒蒸発器５の吹出風速が低下した場合に、送風機１の風量アップを指示する制御信号をモータ制御器９へ出力する風速演算器１０とから成る。この風速演算器１０は、図示しないマイクロコンピュータを内蔵し、このマイクロコンピュータに送風機１の作動制御に必要な演算式や制御プログラム等がインプットされている。
【００１２】なお、上記の「冷媒蒸発器５の吹出風速」とは、送風機１より送風された空気が冷媒蒸発器５を通過して吹き出される空気の風速であり、冷媒蒸発器５の空気下流側（吹出側）に配された風速センサ１１によって検出される。
【００１３】次に、本実施例の作動を図２に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、送風機１の送風レベル（初期風量）を決定する（Ｓ１０）。ここで、送風機１の初期風量（冷媒蒸発器５に着霜していない時の風量）について説明する。
【００１４】冷凍装置は、冷媒蒸発器５への送風量を増加すると冷凍能力が増加する。しかし、ある程度まで増加すると、図３のグラフ■に示すように、風量の増加に対して冷凍能力の増加が頭打ち（微量）となる。一方、送風機１のモータ消費電力は、図３のグラフ■に示すように、風量の増加に対して２次曲線的に増加する。
【００１５】これにより、冷凍装置の冷凍能力からモータ消費電力を減算して求められる実効冷凍能力（保冷庫からの排熱量）は、図３のグラフ■に示すように、風量の増加率よりモータ消費電力の増加率の方が小さいうちは増加するが、風量の増加率よりモータ消費電力の増加率の方が大きくなると減少する。
【００１６】言い換えると、実効冷凍能力が最大（図３のＡ点）となる風量及びモータ消費電力が存在することになる。従って、冷媒蒸発器５が無着霜時の風量を実効冷凍能力が最大となる風量（モータ消費電力）に設定すれば、クールダウン時間を短縮でき、且つ省エネ効果を得ることができる。以上の理由から、送風機１の初期風量を冷凍装置の実効冷凍能力が最大となる風量に設定する。
【００１７】送風機１の初期風量が決定された後、風速センサ１１のセンサ値を読み込む（Ｓ２０）。続いて、読み込んだセンサ値により、冷媒蒸発器５の吹出風速が低下しているか否かを判定する（Ｓ３０）。ここでは、風速センサ１１のセンサ値と送風機１の初期風量時の風速とを比較して、センサ値の方が初期風量時の風速より所定値以上低下した場合に冷媒蒸発器５の吹出風速が低下していると判断する。
【００１８】Ｓ３０の判定結果がＮＯの場合、つまり冷媒蒸発器５の吹出風速が低下していない場合は、冷媒蒸発器５が着霜していないと判断できるため、再びＳ２０へ戻る。Ｓ３０の判定結果がＹＥＳの場合、つまり冷媒蒸発器５の吹出風速が低下している場合は、送風機１の送風レベル（モータ回転数）を１段階アップする（Ｓ４０）。
【００１９】続いて、送風機１の送風レベルが予め設定されている最大風量レベル（モータ１Ｂの最高回転数）に到達したか否かを判定する（Ｓ５０）。この判定結果がＮＯの場合、つまり送風機１の送風レベルが最大風量レベルに達してない場合は再びＳ２０へ戻る。Ｓ５０の判定結果がＹＥＳの場合、つまり送風機１の送風レベルが最大風量レベルに達した場合は、その送風レベル（最大風量レベル）を所定時間維持する（Ｓ６０）。
【００２０】所定時間経過後、風速センサ１１のセンサ値が予め設定されている吹出風速まで低下したか否かを判定する（Ｓ７０）。この判定結果がＹＥＳの場合、つまりセンサ値が予め設定されている吹出風速まで低下した場合は、これ以上送風機１の送風レベルを上げることができないため、除霜運転を実行する（Ｓ８０）。この除霜運転は、冷凍サイクルＳのバイパス通路７に設けられている電磁弁８を開弁して行われる。除霜運転を実行した後、Ｓ１０へ戻って再び送風機１の初期風量を設定する。
【００２１】（本実施形態の効果）本実施形態では、冷凍装置の実効冷凍能力が最大となる時の風量を送風機１の初期風量として設定し、冷媒蒸発器５の吹出風速と初期風量時の風速とを比較して冷媒蒸発器５の着霜を判断している。この場合、従来技術のように蒸発器出口管部の温度に基づいて送風機１の回転数を制御する必要がないので、エンジン回転数の変動に関わりなく、安定した制御を実行できる。
【００２２】また、冷凍装置の実効冷凍能力が最大となる時の風量を送風機１の初期風量として設定することにより、最も効率的に庫内をクールダウン（急速冷却）できるため、そのクールダウン時間を短縮でき、且つ省エネ効果を得ることができる。
【００２３】更に、冷媒蒸発器５の着霜時には、冷媒蒸発器５の吹出風速が初期風量時の風速と略等しくなるように送風機１のモータ回転数を上げて冷媒蒸発器５への送風量を増加することにより、蒸発器風量と冷凍能力の低下を抑制できる。この点を図４を参照して説明する。風量Ａから着霜した場合と、風量Ａより大きい風量Ｂから着霜した場合とを比較すると、着霜により同一実効冷凍能力Ｃ及びＤまで低下した時の冷凍能力は、風量Ａより大きい風量Ｂから着霜した場合の方が着霜量が多くなるため、その分だけ冷凍能力が高いと言える。
【００２４】これにより、本実施形態では、クールダウン時間を短縮するために冷凍装置の実効冷凍能力が最大となる時の風量Ａを送風機１の初期風量として設定しているが、冷媒蒸発器５の着霜に応じて送風機１の風量レベルを上昇させているため、クールダウン時間を短縮できる効果に加えて、上記の説明から冷凍能力の低下を抑制できる効果も生じる。
【００２５】（変形例）上記の実施形態では、冷媒蒸発器５の着霜により吹出風速が低下した場合に、送風機１の送風レベルを１段階ずつアップする制御例を示したが、吹出風速の低下度合いに応じて送風機１の風量レベルを上げても良い。送風機１のモータ回転数が予め設定されている最高回転数に到達した後、その状態を所定時間維持してから冷媒蒸発器５の吹出風速を判定しているが、所定時間維持するための処理（Ｓ６０）を省略しても良い。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２６０
【氏名又は名称】株式会社デンソー
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| 【出願日】 |
平成１０年８月３日（１９９８．８．３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８００４５
【弁理士】
【氏名又は名称】石黒 健二
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| 【公開番号】 |
特開２０００−５５４８６（Ｐ２０００−５５４８６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年２月２５日（２０００．２．２５） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２１９２４４ |
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