(57)【要約】【課題】冷凍サイクルが特定の貯蔵室を冷却する状態と冷却しない状態とが切り替わる前に、その時の状態に応じて、冷凍サイクルを構成する部品を駆動する。【解決手段】 冷凍サイクルが組み込まれた冷蔵庫の貯蔵室の負荷変動を取得する取得部と、負荷変動に応じて、冷凍サイクルを構成する部品を駆動する駆動値を決定する決定部と、駆動値に基づき部品を駆動する駆動部とを備え、取得部は、冷凍サイクルが特定の貯蔵室を冷却する状態と冷却しない状態とが切り替わる周期内で、負荷変動を、時間の経過に伴い常態的に監視する。【選択図】図１
2020034266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクルが組み込まれた冷蔵庫の貯蔵室の負荷変動を取得する取得部と、
前記負荷変動に応じて、前記冷凍サイクルを構成する部品を駆動する駆動値を決定する決定部と、
前記駆動値に基づき前記部品を駆動する駆動部と
を備え、
前記取得部は、前記冷凍サイクルが特定の貯蔵室を冷却する状態と冷却しない状態とが切り替わる周期内で、前記負荷変動を、時間の経過に伴い常態的に監視することを特徴とする冷凍サイクル制御装置。
【請求項２】
前記取得部は、時間の経過に伴って変化する状態である第１状態の特定の値を、前記冷凍サイクルが前記特定の貯蔵室を冷却する状態と冷却しない状態とが切り替わる周期よりも短い予め定められた周期で、前記負荷変動として取得することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル制御装置。
【請求項３】
前記決定部は、前記第１状態の特定の値に基づいて、前記部品の状態である第２状態の現在の値とは異なる当該第２状態の特定の値を、前記駆動値として決定することを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクル制御装置。
【請求項４】
前記駆動部は、前記駆動値として前記第２状態の特定の値を用いて、前記部品を駆動することを特徴とする請求項３に記載の冷凍サイクル制御装置。
【請求項５】
前記第１状態は、前記冷蔵庫の庫内温度及び外気温度の少なくとも何れか一方であり、
前記第２状態は、前記部品の設定であることを特徴とする請求項３に記載の冷凍サイクル制御装置。
【請求項６】
前記部品は、前記冷蔵庫内の少なくとも１つの貯蔵室を冷却するための冷却用部品であり、
前記設定は、前記冷却用部品を用いた冷却の度合いに関する冷却度合い設定であることを特徴とする請求項５に記載の冷凍サイクル制御装置。
【請求項７】
前記冷却用部品は、圧縮機であり、
前記冷却度合い設定は、前記圧縮機の回転数であることを特徴とする請求項６に記載の冷凍サイクル制御装置。
【請求項８】
前記冷却用部品は、膨張弁であり、
前記冷却度合い設定は、前記膨張弁の開度であることを特徴とする請求項６に記載の冷凍サイクル制御装置。
【請求項９】
前記冷却用部品は、ファンであり、
前記冷却度合い設定は、前記ファンの回転数であることを特徴とする請求項６に記載の冷凍サイクル制御装置。
【請求項１０】
前記決定部は、制約条件を満たすように前記第２状態の特定の値を決定することを特徴とする請求項３に記載の冷凍サイクル制御装置。
【請求項１１】
前記決定部は、前記第１状態の特定の値に基づいて、前記第２状態の複数の値ごとの前記第１状態の値の変化を予測し、当該第１状態の値の変化に基づいて、当該第２状態の複数の値から、前記制約条件を満たすように前記第２状態の少なくとも２つの値を特定し、当該第２状態の少なくとも２つの値から前記第２状態の特定の値を決定することを特徴とする請求項１０に記載の冷凍サイクル制御装置。
【請求項１２】
前記決定部は、前記第２状態の複数の値ごとの前記第１状態の値の変化を予測モデルで予測するものであり、前記第１状態の特定の値と、前記第１状態の過去の値からの当該第１状態の値の変化を当該第１状態の過去の値に基づいて予測したときの当該予測モデルの状態とに基づいて、当該第１状態の特定の値からの当該第１状態の値の変化を予測することを特徴とする請求項１１に記載の冷凍サイクル制御装置。
【請求項１３】
前記決定部は、前記第１状態の特定の値に基づいて、前記第２状態の少なくとも２つの値ごとの指標を予測し、当該指標に基づいて、当該第２状態の少なくとも２つの値から前記第２状態の特定の値を決定することを特徴とする請求項１１に記載の冷凍サイクル制御装置。
【請求項１４】
前記指標は、前記冷蔵庫の消費電力であり、
前記第２状態の特定の値は、前記消費電力を最小とする前記部品の設定の値であることを特徴とする請求項１３に記載の冷凍サイクル制御装置。
【請求項１５】
前記決定部は、前記冷凍サイクルが第１の貯蔵室及び第２の貯蔵室を交互に冷却可能な場合に、前記制約条件として、当該第１の貯蔵室及び当該第２の貯蔵室の一方の温度が上昇して予め定められた温度に達するまでに、当該第１の貯蔵室及び当該第２の貯蔵室の他方の温度が下降して予め定められた温度に達する、という条件を用いることを特徴とする請求項１０に記載の冷凍サイクル制御装置。
【請求項１６】
前記決定部は、前記冷凍サイクルが第１の貯蔵室及び第２の貯蔵室を同時に冷却可能な場合に、前記制約条件として、当該第１の貯蔵室及び当該第２の貯蔵室の一方の温度が上昇して予め定められた温度に達するまでに、当該第１の貯蔵室及び当該第２の貯蔵室の他方の温度も上昇して予め定められた温度に達する、という条件を用いることを特徴とする請求項１０に記載の冷凍サイクル制御装置。
【請求項１７】
前記決定部は、周期の終点で前記制約条件が満たされることが予定される当該周期内で、前記第１状態の特定の値に基づいて、当該周期の終点で当該制約条件が満たされるかどうかを複数回推定し、前記第２状態の特定の値を決定することを特徴とする請求項１０に記載の冷凍サイクル制御装置。
【請求項１８】
前記決定部は、周期の終点で前記制約条件が満たされることが予定される当該周期内で、前記第１状態の特定の値に基づいて、前記第２状態の複数の値ごとの前記第１状態の値の変化を予測することにより、当該周期の終点で当該制約条件が満たされるかどうかを複数回推定し、当該第１状態の値の変化に基づいて、当該第２状態の複数の値から、当該周期の終点で当該制約条件が満たされるように前記第２状態の少なくとも２つの値を特定し、当該第２状態の少なくとも２つの値から前記第２状態の特定の値を決定することを特徴とする請求項１０に記載の冷凍サイクル制御装置。
【請求項１９】
前記決定部は、過去の負荷変動と当該過去の負荷変動に応じて決定された過去の駆動値とを時系列に蓄積した時系列データを学習し前記部品の停止条件又は前記駆動値を生起する予測モデルに基づき、前記負荷変動に応じて当該停止条件又は当該駆動値を可変にすることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル制御装置。
【請求項２０】
冷媒を循環させる圧縮機と、
前記圧縮機により循環された冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器により凝縮された冷媒により貯蔵室を冷却するための冷却用部品と、
前記冷却用部品の駆動を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
冷凍サイクルが組み込まれた冷蔵庫の貯蔵室の負荷変動を取得する取得部と、
前記負荷変動に応じて、前記冷凍サイクルを構成する部品を駆動する駆動値を決定する決定部と、
前記駆動値に基づき前記部品を駆動する駆動部と
を備え、
前記取得部は、前記冷凍サイクルが特定の貯蔵室を冷却する状態と冷却しない状態とが切り替わる周期内で、前記負荷変動を、時間の経過に伴い常態的に監視することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の冷凍サイクル装置を備えたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２２】
冷媒を循環させる圧縮機と、
前記圧縮機により循環された冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器により凝縮された冷媒により貯蔵室を冷却するための冷却用部品と
を含む冷凍サイクル装置において、
冷凍サイクルが組み込まれた冷蔵庫の貯蔵室の負荷変動を取得する取得ステップと、
前記負荷変動に応じて、前記冷凍サイクルを構成する部品を駆動する駆動値を決定する決定ステップと、
前記駆動値に基づき前記部品を駆動する駆動ステップと
を含み、
前記取得ステップでは、前記冷凍サイクルが特定の貯蔵室を冷却する状態と冷却しない状態とが切り替わる周期内で、前記負荷変動を、時間の経過に伴い常態的に監視することを特徴とする冷凍サイクル装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクル制御装置、冷凍サイクル装置、冷蔵庫及び冷凍サイクル装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内部に貯蔵室が形成された本体と、本体の断熱壁内に配設された真空断熱材と、冷凍サイクルの一部を構成し、回転速度が可変の圧縮機と、圧縮機を制御する制御装置とを備ええた冷凍冷蔵庫において、制御装置が、冷凍冷蔵庫に電源投入されてから期間ＴＬの間は、圧縮機の回転速度の上限値を第一速度とし、期間ＴＬが経過した後は、圧縮機の回転速度の上限値を、第一速度よりも大きい第二速度に引き上げる技術は、知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１５６９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、電源が投入されてからの時間に応じて、冷凍サイクルを構成する部品の設定の値の範囲を決定するに過ぎない構成を採用した場合には、冷凍サイクルが特定の貯蔵室を冷却する状態と冷却しない状態とが切り替わる前に、その時の状態に応じて、冷凍サイクルを構成する部品を駆動することはできない。
【０００５】
本発明の目的は、冷凍サイクルが特定の貯蔵室を冷却する状態と冷却しない状態とが切り替わる前に、その時の状態に応じて、冷凍サイクルを構成する部品を駆動することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもと、本発明は、冷凍サイクルが組み込まれた冷蔵庫の貯蔵室の負荷変動を取得する取得部と、負荷変動に応じて、冷凍サイクルを構成する部品を駆動する駆動値を決定する決定部と、駆動値に基づき部品を駆動する駆動部とを備え、取得部は、冷凍サイクルが特定の貯蔵室を冷却する状態と冷却しない状態とが切り替わる周期内で、負荷変動を、時間の経過に伴い常態的に監視する冷凍サイクル制御装置を提供する。
【０００７】
ここで、取得部は、時間の経過に伴って変化する状態である第１状態の特定の値を、冷凍サイクルが特定の貯蔵室を冷却する状態と冷却しない状態とが切り替わる周期よりも短い予め定められた周期で、負荷変動として取得する、ものであってよい。その場合、決定部は、第１状態の特定の値に基づいて、部品の状態である第２状態の現在の値とは異なる第２状態の特定の値を、駆動値として決定する、ものであってよい。更に、その場合、駆動部は、駆動値として第２状態の特定の値を用いて、部品を駆動する、ものであってよい。
【０００８】
また、第１状態は、冷蔵庫の庫内温度及び外気温度の少なくとも何れか一方であってよく、第２状態は、部品の設定であってよい。その場合、部品は、冷蔵庫内の少なくとも１つの貯蔵室を冷却するための冷却用部品であってよく、設定は、冷却用部品を用いた冷却の度合いに関する冷却度合い設定であってよい。ここで、冷却用部品は、圧縮機であってよく、冷却度合い設定は、圧縮機の回転数であってよい。また、冷却用部品は、膨張弁であってよく、冷却度合い設定は、膨張弁の開度であってよい。更に、冷却用部品は、ファンであってよく、冷却度合い設定は、ファンの回転数であってよい。
【０００９】
また、決定部は、制約条件を満たすように第２状態の特定の値を決定する、ものであってよい。
【００１０】
その場合、決定部は、第１状態の特定の値に基づいて、第２状態の複数の値ごとの第１状態の値の変化を予測し、第１状態の値の変化に基づいて、第２状態の複数の値から、制約条件を満たすように第２状態の少なくとも２つの値を特定し、第２状態の少なくとも２つの値から第２状態の特定の値を決定する、ものであってよい。そして、決定部は、第２状態の複数の値ごとの第１状態の値の変化を予測モデルで予測するものであり、第１状態の特定の値と、第１状態の過去の値からの第１状態の値の変化を第１状態の過去の値に基づいて予測したときの予測モデルの状態とに基づいて、第１状態の特定の値からの第１状態の値の変化を予測する、ものであってよい。また、決定部は、第１状態の特定の値に基づいて、第２状態の少なくとも２つの値ごとの指標を予測し、指標に基づいて、第２状態の少なくとも２つの値から第２状態の特定の値を決定する、ものであってよい。ここで、指標は、冷蔵庫の消費電力であってよく、第２状態の特定の値は、消費電力を最小とする部品の設定の値であってよい。
【００１１】
また、決定部は、冷凍サイクルが第１の貯蔵室及び第２の貯蔵室を交互に冷却可能な場合に、制約条件として、第１の貯蔵室及び第２の貯蔵室の一方の温度が上昇して予め定められた温度に達するまでに、第１の貯蔵室及び第２の貯蔵室の他方の温度が下降して予め定められた温度に達する、という条件を用いる、ものであってよい。
【００１２】
更に、決定部は、冷凍サイクルが第１の貯蔵室及び第２の貯蔵室を同時に冷却可能な場合に、制約条件として、第１の貯蔵室及び第２の貯蔵室の一方の温度が上昇して予め定められた温度に達するまでに、第１の貯蔵室及び第２の貯蔵室の他方の温度も上昇して予め定められた温度に達する、という条件を用いる、ものであってよい。
【００１３】
また、決定部は、周期の終点で制約条件が満たされることが予定される周期内で、第１状態の特定の値に基づいて、周期の終点で制約条件が満たされるかどうかを複数回推定し、第２状態の特定の値を決定する、ものであってよい。
【００１４】
更に、決定部は、周期の終点で制約条件が満たされることが予定される周期内で、第１状態の特定の値に基づいて、第２状態の複数の値ごとの第１状態の値の変化を予測することにより、周期の終点で制約条件が満たされるかどうかを複数回推定し、第１状態の値の変化に基づいて、第２状態の複数の値から、周期の終点で制約条件が満たされるように第２状態の少なくとも２つの値を特定し、第２状態の少なくとも２つの値から第２状態の特定の値を決定する、ものであってよい。
【００１５】
更にまた、決定部は、過去の負荷変動と過去の負荷変動に応じて決定された過去の駆動値とを時系列に蓄積した時系列データを学習し部品の停止条件又は駆動値を生起する予測モデルに基づき、負荷変動に応じて停止条件又は駆動値を可変にする、ものであってよい。
【００１６】
また、本発明は、冷媒を循環させる圧縮機と、圧縮機により循環された冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮器により凝縮された冷媒により貯蔵室を冷却するための冷却用部品と、冷却用部品の駆動を制御する制御装置とを備え、制御装置は、冷凍サイクルが組み込まれた冷蔵庫の貯蔵室の負荷変動を取得する取得部と、負荷変動に応じて、冷凍サイクルを構成する部品を駆動する駆動値を決定する決定部と、駆動値に基づき部品を駆動する駆動部とを備え、取得部は、冷凍サイクルが特定の貯蔵室を冷却する状態と冷却しない状態とが切り替わる周期内で、負荷変動を、時間の経過に伴い常態的に監視する冷凍サイクル装置も提供する。
【００１７】
更に、本発明は、この冷凍サイクル装置を備えた冷蔵庫も提供する。
【００１８】
更にまた、本発明は、冷媒を循環させる圧縮機と、圧縮機により循環された冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮器により凝縮された冷媒により貯蔵室を冷却するための冷却用部品とを含む冷凍サイクル装置において、冷凍サイクルが組み込まれた冷蔵庫の貯蔵室の負荷変動を取得する取得ステップと、負荷変動に応じて、冷凍サイクルを構成する部品を駆動する駆動値を決定する決定ステップと、駆動値に基づき部品を駆動する駆動ステップとを含み、取得ステップでは、冷凍サイクルが特定の貯蔵室を冷却する状態と冷却しない状態とが切り替わる周期内で、負荷変動を、時間の経過に伴い常態的に監視する冷凍サイクル装置の制御方法も提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、冷凍サイクルが特定の貯蔵室を冷却する状態と冷却しない状態とが切り替わる前に、その時の状態に応じて、冷凍サイクルを構成する部品を駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態における制御装置の機能構成例を示したブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における制御装置の温度予測器から制御器へ入力される圧縮機の回転数ごとの温度変化を示したグラフである。
【図３】本発明の実施の形態における制御装置の電力予測器から制御器へ入力される圧縮機の回転数ごとの消費電力を示した図である。
【図４】本発明の実施の形態における制御装置の制御器が出力する圧縮機の回転数の推移を示したグラフである。
【図５】（ａ）は、一般的な冷蔵庫における温度及び圧縮機の回転数の推移を示したグラフであり、（ｂ）は、本発明の実施の形態が適用された冷蔵庫における温度及び圧縮機の回転数の推移を示したグラフである。
【図６】本発明の実施の形態における制御装置の制御器の動作例を示したフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態の第１の適用例における冷蔵庫の全体構成の一例を示した図である。
【図８】本発明の実施の形態の第１の適用例における冷凍サイクルの構成例を示した図である。
【図９】本発明の実施の形態の第１の適用例における冷凍サイクルを用いて冷蔵室及び冷凍室を交互に冷却した場合の温度変化を示したグラフである。
【図１０】本発明の実施の形態の第１の適用例における冷凍サイクルを用いて冷蔵室及び冷凍室を同時に冷却した場合の温度変化を示したグラフである。
【図１１】本発明の実施の形態の第２の適用例における冷蔵庫の全体構成の一例を示した図である。
【図１２】本発明の実施の形態の第２の適用例における第１の冷凍サイクルの構成例を示した図である。
【図１３】本発明の実施の形態の第２の適用例における第１の冷凍サイクルを用いて冷蔵室及び冷凍室を冷却した場合の温度変化を示したグラフである。
【図１４】本発明の実施の形態の第２の適用例における第２の冷凍サイクルの構成例を示した図である。
【図１５】本発明の実施の形態の第２の適用例における第２の冷凍サイクルを用いて冷蔵室及び冷凍室を冷却した場合の温度変化を示したグラフである。
【図１６】本発明の実施の形態の第３の適用例における冷蔵庫の全体構成の一例を示した図である。
【図１７】本発明の実施の形態の第３の適用例における冷凍サイクルの構成例を示した図である。
【図１８】本発明の実施の形態の第３の適用例における冷凍サイクルを用いて冷蔵室及び冷凍／変温室を冷却した場合の温度変化を示したグラフである。
【図１９】第２の適用例における冷蔵室及び冷凍室の温度変化を示したグラフに対し、どの区間でどのモデルを用いて温度変化を予測するかを示した図である。
【図２０】冷蔵室の温度変化の予測について具体的に示したグラフである。
【図２１】伝達関数のパラメータを決定するための関数の二次曲面の一例を示した図である。
【図２２】冷蔵室内温度、冷凍室内温度及び圧縮機回転数の推移を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
［概要］
本実施の形態は、時間の経過に伴って変化する状態である第１状態の特定の値を取得し、予め定められた周期で、この第１状態の特定の値に基づいて、部品の状態である第２状態の特定の値を決定し、この第２状態の特定の値を用いて、部品を駆動する制御装置である。以下では、制御装置として、冷凍サイクルを制御する冷凍サイクル制御装置を例にとり、第１状態として、冷凍サイクルが組み込まれた冷蔵庫の庫内又は庫外の温度を例にとり、第２状態として、冷凍サイクルを構成する部品の設定を例にとって、詳細に説明する。その際、予め定められた周期は、特に、冷凍サイクルが特定の貯蔵室を冷却する状態と冷却しない状態とが切り替わる周期よりも短い周期であるものとして、説明する。ここで、冷凍サイクルが特定の貯蔵室を冷却する状態と冷却しない状態とが切り替わる周期は、圧縮機がＯＮになることにより例えば冷蔵室や冷凍室に冷媒を流す状態と圧縮機がＯＦＦになることにより例えば冷蔵室や冷凍室に冷媒を流さない状態とが切り替わる周期であってよい。或いは、圧縮機がＯＮになっている場合において、例えば冷蔵室に冷媒を流す状態と冷媒を流さない状態とが切り替わる周期や、例えば冷凍室に冷媒を流す状態と冷媒を流さない状態とが切り替わる周期であってもよい。このような周期の典型例としては、冷凍サイクルが冷却する貯蔵室が冷蔵室と冷凍室との間で切り替わる周期がある。
【００２３】
［制御装置］
図１は、本実施の形態における制御装置１の機能構成例を示したブロック図である。図示するように、制御装置１は、取得部２と、制御部３と、駆動部４とを備える。
【００２４】
取得部２は、一定の周期で、庫内温度及び外気温度の現在の値、圧縮機の全回転数等の情報を取得し、これらを制御部３に入力する。ここで、取得部２は、取得する情報が庫内温度の現在の値である場合は、例えば、冷蔵庫の庫内に設置された温度センサであり、取得する情報が外気温度の現在の値である場合は、例えば、冷蔵庫の外部に設置された温度センサである。また、圧縮機の全回転数とは、圧縮機のとり得る全ての回転数である。例えば、共振が起こる等の理由によりとり得ない回転数が除かれているものとする。但し、この圧縮機の全回転数は、取得部２が取得するのではなく、制御部３が予め記憶しておくようにしてもよい。本実施の形態では、第１状態の一例として、庫内温度及び外気温度を用いており、第１状態の特定の値の一例として、庫内温度及び外気温度の現在の値を用いている。また、冷蔵庫の貯蔵室の負荷変動を取得する取得部及び第１状態の特定の値を取得する取得部の一例として、取得部２を設けている。
【００２５】
制御部３は、一定の周期で、取得部２から入力された庫内温度及び外気温度の現在の値、圧縮機の全回転数等の情報に基づいて、温度の制約条件（以下、単に「制約条件」という）を満たし、消費電力が最小となる圧縮機の回転数を自律的に決定し、この回転数の指示値を駆動部４に出力する。庫内温度及び外気温度の現在の値が変動すると、つまり、熱負荷がかかると、圧縮機の回転数ごとの未来の温度変化の波形も変動するからである。ここで、決定される圧縮機の回転数の指示値は、現在の値とは異なる値であってもよいし、現在の値と同じ値であってもよい。つまりは、指示値は周期に応じ、その値は組み替えられた指示値となるものであり、現在値と同じ値であっても、現在値と異なる圧縮機の回転数の値を指示しているということである。本実施の形態では、冷凍サイクルを構成する部品及び冷蔵庫内の少なくとも１つの貯蔵室を冷却するための冷却用部品の一例として、圧縮機を用いており、部品の設定である第２状態及び冷却用部品を用いた冷却の度合いに関する冷却度合い設定の一例として、圧縮機の回転数を用いており、部品を駆動する駆動値及び第２状態の特定の値の一例として、圧縮機の回転数の指示値を用いている。或いは、第２状態の特定の値として、庫内湿度を最大とする部品の設定値を用いてもよい。また、駆動値を決定する決定部及び第２状態の特定の値を決定する決定部の一例として、制御部３を設けている。
【００２６】
駆動部４は、一定の周期で、制御部３から出力された指示値に基づいて、圧縮機を駆動する。本実施の形態では、部品を駆動する駆動部の一例として、駆動部４を設けている。
【００２７】
ここで、制御部３について更に詳しく説明する。制御部３は、温度予測器５と、電力予測器６と、制御器７とを備える。
【００２８】
温度予測器５は、取得部２から入力された庫内温度及び外気温度の現在の値、圧縮機の全回転数等から、予測モデルを使って周期的に、圧縮機の回転数ごとの温度変化を予測し、これを制御器７に入力する。ここで、予測モデルは、周期的に（例えば、半年ごとに）学習し直すことで、断熱性能の劣化に追従することができるようになる。また、予測モデルとしては、伝達関数モデル、ニューラルネットワークモデル等を用いるとよい。
【００２９】
電力予測器６は、取得部２から入力された外気温度の現在の値、圧縮機の全回転数等から、予測モデルを使って周期的に、圧縮機の回転数ごとの消費電力を予測し、これを制御器７に入力する。ここで、予測モデルは、周期的に（例えば、半年ごとに）学習し直すことで、断熱性能の劣化に追従することができるようになる。また、予測モデルとしては、伝達関数モデル、ニューラルネットワークモデル等を用いるとよい。尚、電力予測器６が庫内温度の現在の値を用いなかったのは、この値はある程度限られた狭い範囲内にあり、予測に用いるまでもないと考えたためである。しかしながら、庫内温度の現在の値を用いるようにしてもよい。
【００３０】
制御器７は、温度予測器５から入力された圧縮機の回転数ごとの温度変化に基づいて、制約条件を満たす複数の回転数を特定する。また、電力予測器６から入力された圧縮機の回転数ごとの消費電力に基づいて、特定した複数の回転数のうち、消費電力が最小となる圧縮機の回転数を自律的に決定する。そして、決定した圧縮機の回転数を指示する指示値を出力する。この場合、圧縮機の回転数は、前回の回転数から変わることもあれば、前回の回転数と同じままのこともある。
【００３１】
尚、制御部３は、人工知能（ＡＩ）を用いて、圧縮機の回転数の指示値を決定してもよい。この場合、制御部３は、庫内温度及び外気温度の現在の値、圧縮機の全回転数等から、予測モデルを使って周期的に学習し直すのではなく、人工知能で圧縮機の回転数の指示値が決定された予測モデルに基づき、負荷変動に応じて圧縮機の回転数の指示値を可変にするようにしてもよい。また、複数のモータ間（圧縮機やファン）でデータをやり取りするデータ交換部を更に有し、他のモータの駆動値を自己の予測モデルでの学習に活用するようにしてもよい。
【００３２】
具体的には、予測モデルを作る際、人工知能は、過去の庫内温度及び外気温度の値とこの過去の庫内温度及び外気温度の値に基づいて決定された過去の圧縮機の回転数の指示値とを時系列に蓄積した時系列データに基づいて、圧縮機の回転数の指示値を自律的に決定する。例えば、人工知能は、庫内の負荷変動と圧縮機の回転数の時間経過に基づく相関動作の価値を判断する。制御部３が、圧縮機の回転数以外の部品の駆動値も加えて観測する場合には、人工知能は圧縮機の回転数に加え、ファンモータの回転数、また時間経過に伴う圧縮機の停止条件も考慮に入れて動作の価値を自律的に判断するようにしてもよい。また、制御部３が、圧縮機の回転数のみならず、圧縮機やファンモータの消費電流も観測する場合には、人工知能は圧縮機やファンモータの回転数に加えて、消費電流も考慮に入れて動作価値を判断するようにしてもよい。また、制御部３が、ファンモータの電源オン時及び電源オフ時のファンモータの回転数の変化も観測する場合には、人工知能はファンモータの回転数に加えて、回転数の変化も考慮に入れて動作価値を判断するようにしてもよい。
【００３３】
その他パラメータとして、庫内湿度、外気湿度、蒸発器の温度（蒸発器の入口温度、蒸発器の出口温度等）、圧縮機又は冷媒の圧力（高圧、低圧）、冷媒流量等の変化値を用いてもよい。
【００３４】
図２は、温度予測器５から制御器７へ入力される圧縮機の回転数ごとの温度変化を示したグラフである。このグラフ中、太い縦線が制約条件を示している。つまり、時刻ｔまでに温度を−１８℃以下に冷やすことを制約条件としている。グラフに示した圧縮機の回転数のうち、「×」を付した１１００ＲＰＭ〜２０５０ＲＰＭは、制約条件を満たしておらず、「〇」を付した２１００ＲＰＭ〜３７００ＲＰＭは、制約条件を満たしている。従って、制御器７は、制約条件を満たす圧縮機の回転数として、２１００ＲＰＭ〜３７００ＲＰＭを特定する。即ち、選択可能な圧縮機の回転数が、制約条件によって絞られる。本実施の形態では、第２状態の複数の値ごとの第１状態の値の変化の一例として、この圧縮機の回転数ごとの温度変化を示したグラフを用いている。
【００３５】
図３は、電力予測器６から制御器７へ入力される圧縮機の回転数ごとの消費電力を示した図である。制御器７は、圧縮機の回転数ごとの消費電力に基づいて、特定した複数の回転数の中で消費電力が最小となる圧縮機の回転数を選択して出力する。具体的には、太枠で囲んだように、「〇」を付した２１００ＲＰＭ〜３７００ＲＰＭのうち、消費電力が最小となる２１００ＲＰＭを選択している。尚、ここでは、圧縮機の回転数が多いほど消費電力も大きくなるという規則性が、モータ効率の特性等により、必ずしも保証されないことが考えられるので、このようにして消費電力が最小となる圧縮機の回転数を決定している。しかしながら、圧縮機の回転数が多いほど消費電力も大きくなるという規則性が保証される場合は、つまり、圧縮機の回転数は多くなったにも関わらず消費電力は小さくなるといった順番の入れ替えが生じない場合は、この限りではない。この場合は、圧縮機の回転数ごとの消費電力に基づいて、特定した複数の回転数の中で消費電力が最小となる圧縮機の回転数を選択する処理を行う必要はなく、特定した複数の回転数の中で最も少ない回転数を選択する処理を行えばよい。また、ここでは、省エネルギーを目的としているので、消費電力が最小となる圧縮機の回転数を選択したが、消費電力以外の指標を用いて圧縮機の回転数を選択してもよい。例えば、指標として、冷蔵庫の庫内湿度を用いてもよい。本実施の形態では、第２状態の少なくとも２つの値ごとの指標の一例として、この圧縮機の回転数ごとの消費電力を用いている。
【００３６】
図４は、制御器７が出力する圧縮機の回転数の推移を示したグラフである。このグラフ中、破線は、一般的な冷蔵庫における圧縮機の回転数の推移を示し、実線は、本実施の形態が適用された冷蔵庫における圧縮機の回転数の推移を示す。一般的な冷蔵庫では、時刻ｔ０で例えば扉が開かれることによる熱負荷の変動があった場合、圧縮機は、十分に冷える回転数で一定時間（グラフでは時刻ｔ８まで）動作する。これに対し、本実施の形態が適用された冷蔵庫では、制御器７が、予測周期ごとに消費電力が最小となる回転数を指示値として出力する。従って、時刻ｔ０で例えば扉が開かれることによる熱負荷の変動があった場合、圧縮機は、必要最小限の回転数で時刻ｔ１まで動作し、食品の負荷が予測より大きければ、時刻ｔ３まで回転数を小刻みに上げながら動作する。その後、食品が冷え負荷が下がってくると、時刻ｔ８まで回転数を小刻みに下げながら動作する。
【００３７】
尚、ここでは、時刻ｔ８に制約条件が満たされることが予定されることを前提としているので、時刻ｔ６、ｔ７で圧縮機の回転数を変えていないが、時刻ｔ５から時刻ｔ６の間に例えば扉が開かれることによる熱負荷の変動があった場合、時刻ｔ６、ｔ７で圧縮機の回転数を変えてもよい。これにより、時刻ｔ８に制約条件が満たされることが再び予定されることもあるが、時刻ｔ８に制約条件が満たされず、時刻ｔ８以降に制約条件が満たされることが予定されることもある。この場合、時刻ｔ８は、周期の終点の一例であり、時刻ｔ０から時刻ｔ８までの期間は、周期の終点で制約条件が満たされることが予定される周期の一例であり、時刻ｔ６、ｔ７で圧縮機の回転数を推定することは、周期の終点で制約条件が満たされるかどうかを複数回推定することの一例である。
【００３８】
ところで、一般的な冷蔵庫における圧縮機の回転数の推移と、本実施の形態が適用された冷蔵庫における圧縮機の回転数の推移とは、特に、庫内温度よりも著しく温度が低い食品を入れて著しく熱負荷が小さくなる場合に差異が出る。
【００３９】
図５（ａ）は、このような場合の一般的な冷蔵庫における温度及び圧縮機の回転数の推移を示したグラフである。このうち、圧縮機の回転数の推移を示したグラフは、冷蔵庫が扉の開閉を検知して一定期間圧縮機の回転数を上げていることを示す。また、温度の推移を示したグラフは、扉が開閉されて一瞬温度が上がり、その後、圧縮機の回転数を上げた状態が一定期間続くことにより急激に温度が下がることを示している。
【００４０】
図５（ｂ）は、このような場合の本実施の形態が適用された冷蔵庫における温度及び圧縮機の回転数の推移を示したグラフである。本実施の形態が適用された冷蔵庫では、内部の温度変化を周期的に予測しているため、熱負荷の変化により、予測した温度変化と実際の温度変化とに差異が生じた場合に、その差異に応じて圧縮機の回転数を変更する。つまり、周期的に予測し、消費電力が最小となる圧縮機の回転数を決定することが、結果的に予測が外れた場合でも差異に応じてフィードバックすることと等価となる。即ち、圧縮機の回転数の推移を示したグラフは、冷蔵庫が扉の開閉を検知して一瞬圧縮機の回転数を上げるかもしれないが、その後は、食品を入れていない状態での温度変化の予測からの温度変化のずれにより、間接的に熱負荷を定量的に検知して、圧縮機の回転数を下げていることを示す。また、温度の推移を示したグラフは、扉が開閉されて一瞬温度が上がり、その後、圧縮機の回転数が下がることにより、一般的な冷蔵庫の場合よりも緩やかに温度が下がることを示している。
【００４１】
図６は、制御器７の動作例を示したフローチャートである。尚、この動作例は、一定の周期で繰り返し実行される。
【００４２】
図示するように、制御器７は、まず、温度予測器５から、圧縮機の回転数ごとの温度変化の入力を受け付ける（ステップ１０１）。また、電力予測器６から、圧縮機の回転数ごとの消費電力の入力を受け付ける（ステップ１０２）。尚、ここでは、ステップ１０１を実行した後にステップ１０２を実行することとしたが、これには限らない。ステップ１０２を実行した後にステップ１０１を実行してもよいし、ステップ１０１とステップ１０２とを並列に実行してもよい。
【００４３】
次に、制御器７は、ステップ１０１で入力を受け付けた圧縮機の回転数ごとの温度変化に基づいて、制約条件を満たす複数の回転数を特定する（ステップ１０３）。
【００４４】
次いで、制御器７は、ステップ１０２で入力を受け付けた圧縮機の回転数ごとの消費電力に基づいて、ステップ１０３で特定した複数の回転数のうち、消費電力が最小となる圧縮機の回転数を決定する（ステップ１０４）。
【００４５】
最後に、制御器７は、ステップ１０４で決定した圧縮機の回転数を指示する指示値を出力する（ステップ１０５）。
【００４６】
尚、上記説明では、制御部３が、圧縮機の回転数ごとの温度変化及び消費電力を予測して、制約条件を満たし、消費電力が最小となる圧縮機の回転数の指示値を出力し、駆動部４が、この指示値に基づいて圧縮機を駆動するようにしたが、この限りではない。例えば、制御部３が、膨張弁の開度ごとの温度変化及び消費電力を予測して、制約条件を満たし、消費電力が最小となる膨張弁の開度の指示値を出力し、駆動部４が、この指示値に基づいて膨張弁を駆動するようにしてもよい。或いは、制御部３が、ファンの回転数ごとの温度変化及び消費電力を予測して、制約条件を満たし、消費電力が最小となるファンの回転数の指示値を出力し、駆動部４が、この指示値に基づいてファンを駆動するようにしてもよい。
【００４７】
［冷蔵庫への第１の適用例］
図７は、本実施の形態が適用される冷蔵庫１０の全体構成の一例を示した図である。図示するように、冷蔵庫１０は、庫内の上部に形成された貯蔵室及び第１の貯蔵室の一例としての冷蔵室４１と、庫内の下部に形成された貯蔵室及び第２の貯蔵室の一例としての冷凍室４２とを含む。そして、冷蔵庫１０は、冷媒を圧縮して循環させる圧縮機６０と、圧縮機６０により循環された冷媒を蒸発させる蒸発器１１と、蒸発器１１で冷却された空気を送風するファン１４と、ファン１４により送風された空気を冷蔵室４１へ通過させるダンパ４７と、ファン１４により送風された空気を冷凍室４２へ通過させるダンパ４８とを備える。また、冷蔵庫１０は、冷蔵室４１への食品の収納等のために開閉される冷蔵室ドア４４と、冷凍室４２への食品の収納等のために開閉される冷凍室ドア４５と、冷蔵室４１と冷凍室４２とを仕切る中間隔壁５１と、冷蔵室４１から冷凍室４２にかけての後部に共通に設けられた後壁５４とを備える。
【００４８】
図８は、冷蔵庫１０に組み込まれた冷凍サイクル装置の一例である冷凍サイクル１００の構成を示した図である。図示するように、この冷凍サイクル１００は、冷媒を循環させる圧縮機６０と、圧縮機６０により循環された冷媒を凝縮する凝縮器７０とを備える。また、凝縮器７０には、凝縮器７０により凝縮された冷媒を蒸発させて冷蔵室４１及び冷凍室４２の少なくとも一方を冷却する蒸発器１１が接続される。
【００４９】
また、蒸発器１１の入口側には、蒸発器１１に流入する冷媒を膨張させる膨張弁８１及びキャピラリーチューブ１７が接続される。
【００５０】
また、冷凍サイクル１００は、図１〜図６を参照して説明した制御装置１を備えている。この場合、制御装置１は、一定の周期で、庫内温度及び外気温度の現在の値等に基づいて、制約条件を満たし、消費電力が最小となる圧縮機６０の回転数、膨張弁８１の開度、ファン１４の回転数の少なくとも１つの部品の指示値を決定し、この指示値を用いて、その部品を駆動する。
【００５１】
図９は、冷凍サイクル１００を用いて冷蔵室４１及び冷凍室４２を交互に冷却した場合の温度変化を示したグラフである。グラフ中、縦軸は温度を示し、「Ｒ」は冷蔵室４１の温度変化を示し、「Ｆ」は冷凍室４２の温度変化を示す。この場合、制御装置１は、冷蔵室４１及び冷凍室４２のうち、温度が上昇する方に、冷却している方のタイミングを合わせるように、冷却能力を調整する。具体的には、時刻ｔ１１以降、冷凍室４２の温度が上昇しているので、制御装置１は、冷凍室４２の温度が上限温度（ＯＮ点）に達する時刻を予測する。ここで、その予測された時刻を時刻ｔ１２とすると、制御装置１は、冷蔵室４１の温度が時刻ｔ１２までに下限温度（ＯＦＦ点）に達することを制約条件として、圧縮機６０の回転数を調整する。また、時刻ｔ１２以降、冷蔵室４１の温度が上昇しているので、制御装置１は、冷蔵室４１の温度が上限温度（ＯＮ点）に達する時刻を予測する。ここで、その予測された時刻を時刻ｔ１４とすると、制御装置１は、冷凍室４２の温度が時刻ｔ１４までに下限温度（ＯＦＦ点）に達することを制約条件として、圧縮機６０の回転数を調整する。但し、ここでは、冷凍室４２の温度が、目標とした時刻ｔ１４よりも早い時刻ｔ１３にＯＦＦ点に達したものとし、時刻ｔ１３〜時刻ｔ１４は、圧縮機６０の運転を停止している。また、冷蔵室４１及び冷凍室４２の負荷バランスが大きく異なる場合には、冷蔵室４１及び冷凍室４２のうち、温度が上昇する方が上限温度（ＯＮ点）に達する時刻までに、冷却する方の整数回の冷却サイクルを実施してタイミングを合わせるようにしてもよい。尚、図９の例は、冷凍サイクルが第１の貯蔵室及び第２の貯蔵室を交互に冷却可能な場合に、制約条件として、第１の貯蔵室及び第２の貯蔵室の一方の温度が上昇して予め定められた温度に達するまでに、第１の貯蔵室及び第２の貯蔵室の他方の温度が下降して予め定められた温度に達する、という条件を用いたものと捉えることができる。このように冷蔵室４１及び冷凍室４２を冷却することにより、冷蔵庫１０は、蒸発温度を最適化し、その結果、冷蔵室４１を高湿化すると共に、省エネルギーを実現することができる。
【００５２】
図１０は、冷凍サイクル１００を用いて冷蔵室４１及び冷凍室４２を同時に冷却した場合の温度変化を示したグラフである。グラフ中、縦軸は温度を示し、「Ｒ」は冷蔵室４１の温度変化を示し、「Ｆ」は冷凍室４２の温度変化を示す。この場合、制御装置１は、冷蔵室４１及び冷凍室４２の冷却を同時に開始し、同時に温度上昇が終了するように、冷却能力を調整する。具体的には、制御装置１は、時刻ｔ１６で冷蔵室４１及び冷凍室４２の同時冷却を開始し、時刻ｔ１７で冷蔵室４１の温度が下限温度（ＯＦＦ点）に達したとすると、そこからは冷凍室４２のみの冷却を行う。その際、制御装置１は、冷蔵室４１の温度が上限温度（ＯＮ点）に達する時刻を予測する。ここで、その予測された時刻を時刻ｔ１９とすると、制御装置１は、冷凍室４２の温度が時刻ｔ１９までに上限温度（ＯＮ点）に達することを制約条件として、圧縮機６０の回転数を調整する。即ち、時刻ｔ１８に冷凍室４２の温度が下限温度（ＯＦＦ点）に達すれば、その後、温度が上昇して時刻ｔ１９にＯＮ点に達することを予測して、圧縮機６０の回転数を調整する。また、冷蔵室４１及び冷凍室４２の負荷バランスが大きく異なる場合には、冷蔵室４１及び冷凍室４２のうち、一方が下限温度（ＯＦＦ点）に達する時刻までに、他方の整数回の冷却サイクルを実施してタイミングを合わせるようにしてもよい。尚、図１０の例は、冷凍サイクルが第１の貯蔵室及び第２の貯蔵室を同時に冷却可能な場合に、制約条件として、第１の貯蔵室及び第２の貯蔵室の一方の温度が上昇して予め定められた温度に達するまでに、第１の貯蔵室及び第２の貯蔵室の他方の温度も上昇して予め定められた温度に達する、という条件を用いたものと捉えることができる。このように冷蔵室４１及び冷凍室４２を冷却することにより、冷蔵庫１０は、圧縮機６０の回転数等を低めに設定することによる省エネルギーを実現することができる。
【００５３】
［冷蔵庫への第２の適用例］
図１１は、本実施の形態が適用される冷蔵庫２０の全体構成の一例を示した図である。図示するように、冷蔵庫２０は、庫内の上部に形成された貯蔵室及び第１の貯蔵室の一例としての冷蔵室４１と、庫内の下部に形成された貯蔵室及び第２の貯蔵室の一例としての冷凍室４２とを含む。そして、冷蔵庫２０は、冷媒を圧縮して循環させる圧縮機６０を備え、冷蔵室４１には、圧縮機６０により循環された冷媒を蒸発させて冷蔵室４１を冷却する冷蔵用蒸発器２１と、冷蔵用蒸発器２１で冷却された空気を冷蔵室４１へ送風する冷蔵用ファン２４とを備え、冷凍室４２には、圧縮機６０により循環された冷媒を蒸発させて冷凍室４２を冷却する冷凍用蒸発器２２と、冷凍用蒸発器２２で冷却された空気を冷凍室４２へ送風する冷凍用ファン２５とを備える。また、冷蔵庫２０は、冷蔵室４１への食品の収納等のために開閉される冷蔵室ドア４４と、冷凍室４２への食品の収納等のために開閉される冷凍室ドア４５と、冷蔵室４１と冷凍室４２とを仕切る中間隔壁５１と、冷蔵室４１から冷凍室４２にかけての後部に共通に設けられた後壁５４とを備える。
【００５４】
図１２は、冷蔵庫２０に組み込まれた冷凍サイクル装置の一例である冷凍サイクル２０１の構成を示した図である。図示するように、この冷凍サイクル２０１は、冷媒を循環させる圧縮機６０と、圧縮機６０により循環された冷媒を凝縮する凝縮器７０とを備える。また、凝縮器７０には、凝縮器７０により凝縮された冷媒を蒸発させて冷蔵室４１を冷却する冷蔵用蒸発器２１と、凝縮器７０により凝縮された冷媒を蒸発させて冷凍室４２を冷却する冷凍用蒸発器２２とが並列に接続される。即ち、凝縮器７０により凝縮された冷媒を送る蒸発器を冷蔵用蒸発器２１と冷凍用蒸発器２２との間で切り換えるための膨張弁８２が設けられている。そして、冷蔵用蒸発器２１の出口側及び冷凍用蒸発器２２の出口側は何れも圧縮機６０に接続されている。
【００５５】
また、冷蔵用蒸発器２１の入口側には、冷蔵用蒸発器２１に流入する冷媒を膨張させる冷蔵用キャピラリーチューブ２７が接続され、冷凍用蒸発器２２の入口側には、冷凍用蒸発器２２に流入する冷媒を膨張させる冷凍用キャピラリーチューブ２８が接続される。
【００５６】
更に、冷凍用蒸発器２２と圧縮機６０の間には、冷凍サイクル２０１の高圧側から冷凍用蒸発器２２に冷媒が逆流しないように、圧縮機６０側を順方向とする逆止弁９０が設けられている。
【００５７】
更にまた、冷凍サイクル２０１は、図１〜図６を参照して説明した制御装置１を備えている。この場合、制御装置１は、一定の周期で、庫内温度及び外気温度の現在の値等に基づいて、制約条件を満たし、消費電力が最小となる圧縮機６０の回転数、膨張弁８２の開度、ファン１４の回転数の少なくとも１つの部品の指示値を決定し、この指示値を用いて、その部品を駆動する。
【００５８】
尚、上記では、凝縮器７０により凝縮された冷媒を送る蒸発器を切り換えるために膨張弁８２を設けたが、これに代えて、切換え弁を設けてもよい。
【００５９】
図１３は、冷凍サイクル２０１を用いて冷蔵室４１及び冷凍室４２を冷却した場合の温度変化を示したグラフである。グラフ中、縦軸は温度を示し、「Ｒ」は冷蔵室４１の温度変化を示し、「Ｆ」は冷凍室４２の温度変化を示す。この場合、制御装置１は、冷蔵室４１及び冷凍室４２のうち、温度が上昇する方に、冷却している方のタイミングを合わせるように、冷却能力を調整する。具体的には、時刻ｔ２１以降、冷凍室４２の温度が上昇しているので、制御装置１は、冷凍室４２の温度が上限温度（ＯＮ点）に達する時刻を予測する。ここで、その予測された時刻を時刻ｔ２２とすると、制御装置１は、冷蔵室４１の温度が時刻ｔ２２までに下限温度（ＯＦＦ点）に達することを制約条件として、圧縮機６０の回転数を調整する。また、時刻ｔ２２以降、冷蔵室４１の温度が上昇しているので、制御装置１は、冷蔵室４１の温度が上限温度（ＯＮ点）に達する時刻を予測する。ここで、その予測された時刻を時刻ｔ２５とすると、制御装置１は、冷凍室４２の温度が時刻ｔ２５までに下限温度（ＯＦＦ点）に達することを制約条件として、圧縮機６０の回転数を調整する。但し、ここでは、冷凍室４２の温度が、目標とした時刻ｔ２５よりも早い時刻ｔ２４にＯＦＦ点に達したものとし、時刻ｔ２４〜時刻ｔ２５は、圧縮機６０の運転を停止している。また、冷蔵庫２０は、時刻ｔ２３〜時刻ｔ２４は、冷媒を送る蒸発器が冷凍用蒸発器２２から冷蔵用蒸発器２１へ切り換わることによる冷媒回収運転を行っている。また、冷蔵室４１及び冷凍室４２の負荷バランスが大きく異なる場合には、冷蔵室４１及び冷凍室４２のうち、温度が上昇する方が上限温度（ＯＮ点）に達する時刻までに、冷却する方の整数回の冷却サイクルを実施してタイミングを合わせるようにしてもよい。尚、図１３の例は、冷凍サイクルが第１の貯蔵室及び第２の貯蔵室を交互に冷却可能な場合に、制約条件として、第１の貯蔵室及び第２の貯蔵室の一方の温度が上昇して予め定められた温度に達するまでに、第１の貯蔵室及び第２の貯蔵室の他方の温度が下降して予め定められた温度に達する、という条件を用いたものと捉えることができる。このように冷蔵室４１及び冷凍室４２を冷却することにより、冷媒回収運転及び温まった蒸発器を冷却することが必要な分、エネルギーの損失を大きくする蒸発器の切り換えを最小化することによる省エネルギーを実現することができる。
【００６０】
図１４は、冷蔵庫２０に組み込まれた冷凍サイクル装置の他の例である冷凍サイクル２０２の構成を示した図である。図示するように、この冷凍サイクル２０２も、冷媒を循環させる圧縮機６０と、圧縮機６０により循環された冷媒を凝縮する凝縮器７０とを備える。また、凝縮器７０には、凝縮器７０により凝縮された冷媒を蒸発させて冷蔵室４１を冷却する冷蔵用蒸発器２１と、凝縮器７０により凝縮された冷媒を蒸発させて冷凍室４２を冷却する冷凍用蒸発器２２とが直列に接続される。即ち、凝縮器７０により凝縮された冷媒を送る蒸発器を冷蔵用蒸発器２１及び冷凍用蒸発器２２の両方と冷凍用蒸発器２２のみとの間で切り換えるための膨張弁８２が設けられている。そして、冷蔵用蒸発器２１の出口側は冷凍用蒸発器２２の入口側に接続され、冷凍用蒸発器２２の出口側は圧縮機６０に接続されている。
【００６１】
また、冷蔵用蒸発器２１の入口側には、冷蔵用蒸発器２１に流入する冷媒を膨張させる冷蔵用キャピラリーチューブ２７が接続され、冷凍用蒸発器２２の入口側には、冷凍用蒸発器２２に流入する冷媒を膨張させる冷凍用キャピラリーチューブ２８が接続される。
【００６２】
更に、冷凍サイクル２０１は、図１〜図６を参照して説明した制御装置１を備えている。この場合、制御装置１は、一定の周期で、庫内温度及び外気温度の現在の値等に基づいて、制約条件を満たし、消費電力が最小となる圧縮機６０の回転数、膨張弁８２の開度、ファン１４の回転数の少なくとも１つの部品の指示値を決定し、この指示値を用いて、その部品を駆動する。
【００６３】
尚、上記では、凝縮器７０により凝縮された冷媒を送る蒸発器を切り換えるために膨張弁８２を設けたが、これに代えて、切換え弁を設けてもよい。
【００６４】
図１５は、冷凍サイクル２０２を用いて冷蔵室４１及び冷凍室４２を冷却した場合の温度変化を示したグラフである。グラフ中、縦軸は温度を示し、「Ｒ」は冷蔵室４１の温度変化を示し、「Ｆ」は冷凍室４２の温度変化を示す。この場合、制御装置１は、冷蔵室４１及び冷凍室４２の冷却を同時に開始し、同時に温度上昇が終了するように、冷却能力を調整する。具体的には、制御装置１は、時刻ｔ２６で冷蔵室４１及び冷凍室４２の同時冷却を開始し、時刻ｔ２７で冷蔵室４１の温度が下限温度（ＯＦＦ点）に達したとすると、そこからは冷凍室４２のみの冷却を行う。その際、制御装置１は、冷蔵室４１の温度が上限温度（ＯＮ点）に達する時刻を予測する。ここで、その予測された時刻を時刻ｔ２９とすると、制御装置１は、冷凍室４２の温度が時刻ｔ２９までに上限温度（ＯＮ点）に達することを制約条件として、圧縮機６０の回転数を調整する。即ち、時刻ｔ２８に冷凍室４２の温度が下限温度（ＯＦＦ点）に達すれば、その後、温度が上昇して時刻ｔ２９にＯＮ点に達することを予測して、圧縮機６０の回転数を調整する。また、冷蔵室４１及び冷凍室４２の負荷バランスが大きく異なる場合には、冷蔵室４１及び冷凍室４２のうち、一方が下限温度（ＯＦＦ点）に達する時刻までに、他方の整数回の冷却サイクルを実施してタイミングを合わせるようにしてもよい。尚、図１５の例は、冷凍サイクルが第１の貯蔵室及び第２の貯蔵室を同時に冷却可能な場合に、制約条件として、第１の貯蔵室及び第２の貯蔵室の一方の温度が上昇して予め定められた温度に達するまでに、第１の貯蔵室及び第２の貯蔵室の他方の温度も上昇して予め定められた温度に達する、という条件を用いたものと捉えることができる。
【００６５】
［冷蔵庫への第３の適用例］
図１６は、本実施の形態が適用される冷蔵庫３０の全体構成の一例を示した図である。図示するように、冷蔵庫３０は、庫内の上部に形成された貯蔵室及び第１の貯蔵室の一例としての冷蔵室４１と、庫内の下部に形成された貯蔵室及び第２の貯蔵室の一例としての冷凍室４２と、庫内の中央部に形成された貯蔵室及び第２の貯蔵室の一例としての変温室４３とを含む。そして、冷蔵庫３０は、冷媒を圧縮して循環させる圧縮機６０を備え、冷蔵室４１には、圧縮機６０により循環された冷媒を蒸発させて冷蔵室４１を冷却する冷蔵用蒸発器３１と、冷蔵用蒸発器３１で冷却された空気を冷蔵室４１へ送風する冷蔵用ファン３４とを備え、冷凍室４２には、圧縮機６０により循環された冷媒を蒸発させて冷凍室４２を冷却する冷凍用蒸発器３２と、冷凍用蒸発器３２で冷却された空気を冷凍室４２へ送風する冷凍用ファン３５とを備え、変温室４３には、圧縮機６０により循環された冷媒を蒸発させて変温室４３を冷却する変温室用蒸発器３３と、変温室用蒸発器３３で冷却された空気を変温室４３へ送風する変温室用ファン３６とを備える。また、冷蔵庫３０は、冷蔵室４１への食品の収納等のために開閉される冷蔵室ドア４４と、冷凍室４２への食品の収納等のために開閉される冷凍室ドア４５と、変温室４３への食品の収納等のために開閉される変温室ドア４６と、冷蔵室４１と変温室４３とを仕切る中間隔壁５２と、変温室４３と冷凍室４２とを仕切る中間隔壁５３と、冷蔵室４１から冷凍室４２にかけての後部に共通に設けられた後壁５４とを備える。
【００６６】
図１７は、冷蔵庫３０に組み込まれた冷凍サイクル装置の一例である冷凍サイクル３００の構成を示した図である。図示するように、この冷凍サイクル３００は、冷媒を循環させる圧縮機６０と、圧縮機６０により循環された冷媒を凝縮する凝縮器７０とを備える。また、凝縮器７０には、凝縮器７０により凝縮された冷媒を蒸発させて冷蔵室４１を冷却する冷蔵用蒸発器３１と、凝縮器７０により凝縮された冷媒を蒸発させて冷凍室４２を冷却する冷凍用蒸発器３２と、凝縮器７０により凝縮された冷媒を蒸発させて変温室４３を冷却する第３の冷却器の一例としての変温室用蒸発器３３とが並列に接続される。即ち、凝縮器７０により凝縮された冷媒を送る蒸発器を冷蔵用蒸発器３１と冷凍用蒸発器３２と変温室用蒸発器３３との間で切り換えるための膨張弁８３が設けられている。そして、冷蔵用蒸発器３１の出口側及び冷凍用蒸発器３２の出口側は何れも圧縮機６０に接続され、変温室用蒸発器３３の出口側は冷凍用蒸発器３２の入口側に接続されている。
【００６７】
また、冷蔵用蒸発器３１の入口側には、冷蔵用蒸発器３１に流入する冷媒を膨張させる冷蔵用キャピラリーチューブ３７が接続され、冷凍用蒸発器３２の入口側には、冷凍用蒸発器３２に流入する冷媒を膨張させる冷凍用キャピラリーチューブ３８が接続され、変温室用蒸発器３３の入口側には、変温室用蒸発器３３に流入する冷媒を膨張させる変温室用キャピラリーチューブ３９が接続される。
【００６８】
更に、冷凍用蒸発器３２と圧縮機６０の間には、冷凍サイクル３００の高圧側から冷凍用蒸発器３２に冷媒が逆流しないように、圧縮機６０側を順方向とする逆止弁９０が設けられている。
【００６９】
更にまた、冷凍サイクル３００は、図１〜図６を参照して説明した制御装置１を備えている。この場合、制御装置１は、一定の周期で、庫内温度及び外気温度の現在の値等に基づいて、制約条件を満たし、消費電力が最小となる圧縮機６０の回転数、膨張弁８３の開度、ファン１４の回転数の少なくとも１つの部品の指示値を決定し、この指示値を用いて、その部品を駆動する。
【００７０】
尚、上記では、凝縮器７０により凝縮された冷媒を送る蒸発器を切り換えるために膨張弁８３を設けたが、これに代えて、切換え弁を設けてもよい。
【００７１】
図１８は、冷凍サイクル３００を用いて冷蔵室４１と、冷凍室４２及び変温室４３（以下、「冷凍／変温室」という）とを冷却した場合の温度変化を示したグラフである。グラフ中、縦軸は温度を示し、「Ｒ」は冷蔵室４１の温度変化を示し、「Ｆ」は冷凍室４２の温度変化を示し、「ＣＶ」は変温室４３の温度変化を示す。この場合、制御装置１は、冷蔵室４１及び冷凍／変温室のうち、温度が上昇する方に、冷却している方のタイミングを合わせるように、冷却能力を調整する。具体的には、時刻ｔ３１以降、冷凍／変温室の温度が上昇しているので、制御装置１は、冷凍／変温室の温度が上限温度（ＯＮ点）に達する時刻を予測する。ここで、その予測された時刻を時刻ｔ３２とすると、制御装置１は、冷蔵室４１の温度が時刻ｔ３２までに下限温度（ＯＦＦ点）に達することを制約条件として、圧縮機６０の回転数を調整する。また、時刻ｔ３２以降、冷蔵室４１の温度が上昇しているので、制御装置１は、冷蔵室４１の温度が上限温度（ＯＮ点）に達する時刻を予測する。ここで、その予測された時刻を時刻ｔ３４とすると、制御装置１は、冷凍／変温室の温度が時刻ｔ３４までに下限温度（ＯＦＦ点）に達することを制約条件として、圧縮機６０の回転数を調整する。但し、ここでは、冷凍／変温室の温度が、目標とした時刻ｔ３４よりも早い時刻ｔ３３にＯＦＦ点に達したものとし、時刻ｔ３３〜時刻ｔ３４は、圧縮機６０の運転を停止している。また、冷蔵室４１及び冷凍／変温室の負荷バランスが大きく異なる場合には、冷蔵室４１及び冷凍／変温室のうち、温度が上昇する方が上限温度（ＯＮ点）に達する時刻までに、冷却する方の整数回の冷却サイクルを実施してタイミングを合わせるようにしてもよい。尚、図１８の例は、冷凍サイクルが第１の貯蔵室及び第２の貯蔵室を交互に冷却可能な場合に、制約条件として、第１の貯蔵室及び第２の貯蔵室の一方の温度が上昇して予め定められた温度に達するまでに、第１の貯蔵室及び第２の貯蔵室の他方の温度が下降して予め定められた温度に達する、という条件を用いたものと捉えることができる。
【００７２】
ところで、上述したように、本実施の形態において、温度予測器５は、取得部２から入力された庫内温度及び外気温度の現在の値、圧縮機の全回転数等から、予測モデルを使って周期的に、圧縮機の回転数ごとの温度変化を予測し、これを制御器７に入力する。以下、温度予測器５における温度変化の予測の詳細について説明する。
【００７３】
ここでは、予測モデルとして伝達関数モデルを用いるものとして説明する。即ち、圧縮機６０の回転数（以下、単に「圧縮機回転数」という）又は外気温度を入力Ｕ（ｓ）とし、冷蔵室４１の庫内温度（以下、単に「冷蔵室内温度」という）又は冷凍室４２庫内温度（以下、単に「冷凍室内温度」という）を出力Ｙ（ｓ）とし、予測モデルを伝達関数Ｇ（ｓ）とすると、出力Ｙ（ｓ）は、次式で示すように、入力Ｕ（ｓ）から伝達関数Ｇ（ｓ）を用いて導出される。
【００７４】
【数１】
2020034266.tif 000003
【００７５】
また、ここでは、予測モデルを４つのモデル（モデル＃１〜モデル＃４とする）に分ける。
【００７６】
図１９は、冷蔵庫への第２の適用例における冷蔵室４１及び冷凍室４２の温度変化を示したグラフに対し、どの区間でどのモデルを用いて温度変化を予測するかを示したものである。グラフ中、「Ｒ」は冷蔵室４１の温度変化を示し、「Ｆ」は冷凍室４２の温度変化を示す。尚、制約条件の決定及び制約条件に基づく温度の制御については、図１３を参照して既に説明したので、ここでの説明は省略する。
【００７７】
図示するように、時刻ｔ２１〜時刻ｔ２２の区間で冷蔵室４１の温度変化を予測するには、モデル＃１が用いられる。この区間は、圧縮機６０の動作により冷蔵室４１が冷却される区間である。従って、この区間では、伝達関数Ｇ（ｓ）をモデル＃１とし、入力Ｕ（ｓ）を圧縮機回転数とし、出力Ｙ（ｓ）を冷蔵室内温度とする。
【００７８】
時刻ｔ２２〜時刻ｔ２５の区間で冷蔵室４１の温度変化を予測するには、モデル＃２が用いられる。この区間は、冷蔵室４１が冷却されない区間である。従って、この区間では、伝達関数Ｇ（ｓ）をモデル＃２とし、入力Ｕ（ｓ）を外気温度とし、出力Ｙ（ｓ）を冷蔵室内温度とする。
【００７９】
時刻ｔ２０〜時刻ｔ２２の区間で冷凍室４２の温度変化を予測するには、モデル＃３が用いられる。この区間は、冷凍室４２が冷却されない区間である。従って、この区間では、伝達関数Ｇ（ｓ）をモデル＃３とし、入力Ｕ（ｓ）を外気温度とし、出力Ｙ（ｓ）を冷凍室内温度とする。
【００８０】
時刻ｔ２２〜時刻ｔ２４の区間で冷凍室４２の温度変化を予測するには、モデル＃４が用いられる。この区間は、圧縮機６０の動作により冷凍室４２が冷却される区間である。従って、この区間では、伝達関数Ｇ（ｓ）をモデル＃４とし、入力Ｕ（ｓ）を圧縮機回転数とし、出力Ｙ（ｓ）を冷凍室内温度とする。
【００８１】
一般的には、伝達関数は、庫内から庫外への熱伝導、冷蔵室４１と冷凍室４２の間の熱伝導、各庫内と機械室の間の熱伝導、蒸発器と庫内の熱伝導等の複数の熱伝導の重ね合わせとして表現される。また、そこに冷媒が配管を通って蒸発器で蒸発するまでのむだ時間、蒸発器からの冷気がファンによって送風されて庫内を冷却するまでのむだ時間等が加わる。但し、ここでは、伝達関数Ｇ（ｓ）を一次遅れプラスむだ時間の伝達関数とし、各モデルはこの伝達関数で近似するものとする。例えば、伝達関数Ｇ（ｓ）としては、次式で示すものを用いる。
【００８２】
【数２】
2020034266.tif 000004
【００８３】
次に、伝達関数Ｇ（ｓ）を用いた温度予測について更に詳細に説明する。
【００８４】
図２０は、図１９の時刻ｔ２１〜時刻ｔ２２の区間における冷蔵室４１の温度変化の予測について具体的に示したグラフである。この区間では、上述したように、モデル＃１が用いられる。
【００８５】
図示するように、まず、時刻ｔ２１で、取得部２からの冷蔵室内温度を確認する。この場合、冷蔵室内温度が５℃であったとする。すると、温度予測器５は、この冷蔵室内温度に基づいて、温度変化の予測曲線Ｃ０を求める。尚、温度変化の予測曲線は、実際には、複数の圧縮機回転数のそれぞれについて求められるが、ここでは、グラフの煩雑さを避けるため、時刻ｔ２２で制約条件を満たす温度に達するための圧縮機回転数のうち消費電力が最も少ない圧縮機回転数について求められたもののみを示している。
【００８６】
その後、予測曲線Ｃ０の通りに冷蔵室内温度が推移すれば問題はないが、熱負荷の増加等が発生すると、冷蔵室内温度は必ずしもこの予測曲線の通りに推移しない。そこで、短い周期が経過した後の時刻ｔ２１１で、再度、取得部２からの冷蔵室内温度を確認する。この場合、冷蔵室内温度が３．５℃であったとする。すると、温度予測器５は、この冷蔵室内温度に基づいて、温度変化の予測曲線Ｃ１を求める。尚、温度変化の予測曲線は、実際には、複数の圧縮機回転数のそれぞれについて求められるが、ここでも、グラフの煩雑さを避けるため、時刻ｔ２２で制約条件を満たす温度に達するための圧縮機回転数のうち消費電力が最も少ない圧縮機回転数について求められたもののみを示している。
【００８７】
その後、同様に、短い周期が経過した後の時刻ｔ２１２で、再度、取得部２からの冷蔵室内温度を確認する。この場合、冷蔵室内温度が２．５℃であったとする。すると、温度予測器５は、この冷蔵室内温度に基づいて、温度変化の予測曲線Ｃ２を求める。尚、温度変化の予測曲線は、実際には、複数の圧縮機回転数のそれぞれについて求められるが、ここでも、グラフの煩雑さを避けるため、時刻ｔ２２で制約条件を満たす温度に達するための圧縮機回転数のうち消費電力が最も少ない圧縮機回転数について求められたもののみを示している。
【００８８】
このように、温度予測器５は、短い周期ごとに、温度変化の予測を繰り返す。そして、制御器７は、時刻ｔ２２で制約条件を満たす温度に到達しかつ消費電力が最小となるように、圧縮機回転数を制御する。この場合、冷蔵室内温度は、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２まで、図２０に示すように周期ごとに異なる傾きを持つ折れ線状に推移していくことが考えられる。即ち、冷蔵室内温度を、図１９では、図面作成の都合上、直線状に推移するものとしたが、必ずしも直線状に推移するのではなく、図２０のように、折れ線状に推移するものとしてもよい。
【００８９】
ここで、例えば、時刻ｔ２１２で温度変化を予測する際には、時刻ｔ２１２で取得部２から取得した冷蔵室内温度（２．５℃）に加えて、時刻ｔ２１で取得部２から取得した冷蔵室内温度（５℃）及び時刻ｔ２１１で取得部２から取得した冷蔵室内温度（３．５℃）に基づいて温度変化を予測したときの予測モデルの状態を用いる。これを一般化すると、現在の実際の温度と、過去の実際の温度からの温度変化を過去の実際の温度に基づいて予測した際の予測モデルの状態とに基づいて、現在の実際の温度からの温度変化を予測する、ということができる。
【００９０】
この場合の予測モデルの状態について説明するために、伝達関数Ｇ（ｓ）に対応する状態方程式及び出力方程式を示す。
【００９１】
状態方程式は、入力ｕ（ｔ）と状態ベクトルｘ（ｔ）との関係を表すものであり、次式で示される。
【００９２】
【数３】
2020034266.tif 000005
【００９３】
出力方程式は、状態ベクトルｘ（ｔ）と出力ｙ（ｔ）との関係を表すものであり、次式で示される。
【００９４】
【数４】
2020034266.tif 000006
【００９５】
このような状態方程式及び出力方程式において、状態ベクトルｘ（ｔ）が、過去の実際の温度からの温度変化を過去の実際の温度に基づいて予測した際の予測モデルの状態に相当する。例えば、状態ベクトルｘ（ｔ）の初期値ｘ（０）に、過去の実際の温度に基づいて予測した結果である過去の実際の温度からの温度変化の情報が反映される。
【００９６】
次いで、伝達関数Ｇ（ｓ）におけるパラメータの決定方法について説明する。
【００９７】
モデル＃２、＃３を用いる場合、伝達関数Ｇ（ｓ）のパラメータＫ，Ｔ，Ｌは、それぞれ、外気温度ｘの関数ＦＫ（ｘ），ＦＴ（ｘ），ＦＬ（ｘ）により得られるものとする。この場合、関数ＦＫ（ｘ），ＦＴ（ｘ），ＦＬ（ｘ）を関数Ｆ（ｘ）で代表させると、関数Ｆ（ｘ）は一般的な二次曲線の式となる。例えば、関数Ｆ（ｘ）としては、次式で示すものを用いるとよい。
【００９８】
【数５】
2020034266.tif 000007
【００９９】
ここで、係数ａ〜ｃは、外気温度ｘを与えたときの関数ＦＫ（ｘ），ＦＴ（ｘ），ＦＬ（ｘ）の値、つまり、パラメータＫ，Ｔ，Ｌが設定された状態方程式から得られる温度変化と、実際に観測される温度変化とを比較し、最小二乗法等により決定するとよい。
【０１００】
モデル＃１、＃４を用いる場合、伝達関数Ｇ（ｓ）のパラメータＫ，Ｔ，Ｌは、それぞれ、外気温度ｘ及び圧縮機回転数ｙの関数ＦＫ（ｘ，ｙ），ＦＴ（ｘ，ｙ），ＦＬ（ｘ，ｙ）により得られるものとする。この場合、関数ＦＫ（ｘ，ｙ），ＦＴ（ｘ，ｙ），ＦＬ（ｘ，ｙ）を関数Ｆ（ｘ，ｙ）で代表させると、関数Ｆ（ｘ，ｙ）は一般的な二次曲面の式となる。例えば、関数Ｆ（ｘ，ｙ）としては、次式で示すものを用いるとよい。
【０１０１】
【数６】
2020034266.tif 000008
【０１０２】
ここで、係数ａ〜ｆは、外気温度ｘ及び圧縮機回転数ｙを与えたときの関数ＦＫ（ｘ，ｙ），ＦＴ（ｘ，ｙ），ＦＬ（ｘ，ｙ）の値、つまり、パラメータＫ，Ｔ，Ｌが設定された状態方程式から得られる温度変化と、実際に観測される温度変化とを比較し、最小二乗法等により決定するとよい。
【０１０３】
尚、上記の関数Ｆ（ｘ）及び関数Ｆ（ｘ，ｙ）の式はあくまで一例であり、これには限らない。例えば、実際に観測される温度変化との近似度をより高くする曲線や曲面の式があれば、そのような曲線や曲面の式を用いてもよい。また、部分ごとに異なる式を用いてもよいし、曲線や曲面の式ではなく観測された点の間を単に補間する直線や平面の式を用いてもよい。
【０１０４】
図２１は、関数Ｆ（ｘ，ｙ）の二次曲面の一例を示した図である。尚、ここでは、関数ＦＫ（ｘ，ｙ），ＦＴ（ｘ，ｙ），ＦＬ（ｘ，ｙ）を代表する関数Ｆ（ｘ，ｙ）の二次曲面として、１つの形状の二次曲面を示しているが、実際には、関数ＦＫ（ｘ，ｙ）の二次曲面と、関数ＦＴ（ｘ，ｙ）の二次曲面と、関数ＦＬ（ｘ，ｙ）の二次曲面とで、形状は異なる。上述したように、学習時に、外気温度ｘ及び圧縮機回転数ｙとして幾つかのデータを与えることで、関数ＦＫ（ｘ，ｙ），ＦＴ（ｘ，ｙ），ＦＬ（ｘ，ｙ）の二次曲面の形状が決められる。そして、温度変化の予測時に、外気温度ｘ及び圧縮機回転数ｙとしてその時点の外気温度及び設定する圧縮機回転数を与えることで、関数ＦＫ（ｘ，ｙ），ＦＴ（ｘ，ｙ），ＦＬ（ｘ，ｙ）の値、つまり、パラメータＫ，Ｔ，Ｌが求められる。
【０１０５】
尚、ここでは、関数Ｆ（ｘ）の二次曲線については図示を省略するが、これについても、学習時に、外気温度ｘとして幾つかのデータを与えることで、関数ＦＫ（ｘ），ＦＴ（ｘ），ＦＬ（ｘ）の二次曲線の形状が決められる。
【０１０６】
また、上記では、温度予測器５が予測モデルを使って周期的に温度変化を予測する場合について説明したが、電力予測器６が予測モデルを使って周期的に消費電力を予測する場合についても同様に考えればよい。
【０１０７】
［効果］
本実施の形態では、事前に予測できない外乱（例えば、扉の開閉、食品入庫）があった場合でも、その外乱による温度変化に合わせて、消費電力を低減させる圧縮機６０の回転数等を自律的に設定することできる。つまり、予測した温度変化と実際の温度変化との差異に合わせて、圧縮機６０の回転数等を自律的に変化させることができる。
【０１０８】
また、予測周期ごとに圧縮機６０の回転数等を予測することにより、使い方（入れる食品等）を考慮した運転を自律的に実現し、消費電力を低減させることができる。
【０１０９】
このような効果について、更に具体的に説明する。
【０１１０】
図２２（ａ）は、冷蔵室内温度の推移を示したグラフであり、図２２（ｂ）は、冷凍室内温度の推移を示したグラフであり、図２２（ｃ）は、圧縮機回転数の推移を示したグラフである。図２２（ｂ）に白抜き矢印で示すように、例えば、時刻ｔ５１の直前に、冷凍室ドア４５が開かれ、冷凍室４２に食品が投入されたとする。つまり、冷凍室４２に対する熱負荷が増加したとする。すると、冷凍室内温度が一瞬上昇するので、圧縮機６０の回転数を上げることにより、冷凍室内温度を低下させる必要が出て来る。
【０１１１】
しかしながら、これまでの一般的な技術では、図２２（ｃ）に破線で示すように、熱負荷として想定される最大値に合わせて圧縮機６０の回転数を決定する。従って、図２２（ａ）に示すように、時刻ｔ５３に冷蔵室内温度が冷蔵室４１で許容している温度範囲の上限に達する場合であっても、図２２（ｂ）に破線で示すように、時刻ｔ５３よりも早い時刻ｔ５２に冷凍室内温度が冷凍室４２で許容している温度範囲の下限に達してしまい、省エネルギーにならない。
【０１１２】
これに対し、本実施の形態では、図２２（ｃ）に実線で示すように、短期間に熱負荷を予測してその予測された負荷に合わせて圧縮機６０の回転数を決定する。従って、図２２（ａ）に示すように、時刻ｔ５３に冷蔵室内温度が冷蔵室４１で許容している温度範囲の上限に達する場合には、図２２（ｂ）に実線で示すように、時刻ｔ５３に冷凍室内温度が冷凍室４２で許容している温度範囲の下限に達するようにすることができ、省エネルギーになる。
【０１１３】
また、冷蔵庫には個体差があるため、現状では、冷蔵庫のカタログに載せる消費電力に例えば３％程度の余裕を持たせている。これに対し、本実施の形態では、断熱性能の個体差は除かれるものの、冷媒の流れ易さの違い等のサイクル部品のばらつきによる個体差は低減することができる。即ち、全ての個体で最大性能を出すことができる。従って、冷蔵庫のカタログに載せる消費電力について、余裕をなくした表記をすることができる。
【０１１４】
［変形例］
本実施の形態は、冷蔵庫に適用されるものとして説明したが、この限りでない。例えば、冷凍コンテナ、冷凍トラック等、複数の温度帯で食品等を冷やす様々な製品に適用可能である。また、冷凍サイクルが組み込まれた他の製品、例えば、空気調和機等にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１１５】
１…制御装置、２…取得部、３…制御部、４…駆動部、５…温度予測器、６…電力予測器、７…制御器、１０，２０，３０…冷蔵庫、１１…蒸発器、１４…ファン、１７…キャピラリーチューブ、２１，３１…冷蔵用蒸発器、２２，３２…冷凍用蒸発器、２４，３４…冷蔵用ファン、２５，３５…冷凍用ファン、２７，３７…冷蔵用キャピラリーチューブ、２８，３８…冷凍用キャピラリーチューブ、３３…変温室用蒸発器、３６…変温室用ファン、３９…変温室用キャピラリーチューブ、４１…冷蔵室、４２…冷凍室、４３…変温室、４４…冷蔵室ドア、４５…冷凍室ドア、４６…変温室ドア、６０…圧縮機、７０…凝縮器、８１，８２，８３…膨張弁、９０…逆止弁
【図１】
2020034266.tif 000009
【図２】
2020034266.tif 000010
【図３】
2020034266.tif 000011
【図４】
2020034266.tif 000012
【図５】
2020034266.tif 000013
【図６】
2020034266.tif 000014
【図７】
2020034266.tif 000015
【図８】
2020034266.tif 000016
【図９】
2020034266.tif 000017
【図１０】
2020034266.tif 000018
【図１１】
2020034266.tif 000019
【図１２】
2020034266.tif 000020
【図１３】
2020034266.tif 000021
【図１４】
2020034266.tif 000022
【図１５】
2020034266.tif 000023
【図１６】
2020034266.tif 000024
【図１７】
2020034266.tif 000025
【図１８】
2020034266.tif 000026
【図１９】
2020034266.tif 000027
【図２０】
2020034266.tif 000028
【図２１】
2020034266.tif 000029
【図２２】
2020034266.tif 000030