(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を順次環状に接続して冷凍サイクルを構成すると共に、前記凝縮器を空冷するための凝縮器用送風機を設けたものにおいて、
前記凝縮器の温度を検出する凝縮器温度センサと、該凝縮器温度センサの出力に基づき、所定の標準的パターンにて前記凝縮器用送風機の回転数を制御する制御装置と、外気温度を検出する外気温度センサとを備え、
前記制御装置は、前記外気温度センサの出力に基づき、所定の低外気温時には、前記標準的パターンよりも前記凝縮器の温度上昇を促すパターンにて前記凝縮器用送風機を始動させることを特徴とする凝縮器用送風機の速度調整装置。
【請求項２】
圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を順次環状に接続して冷凍サイクルを構成すると共に、前記凝縮器を空冷するための凝縮器用送風機を設けたものにおいて、
前記凝縮器の温度を検出する凝縮器温度センサと、この凝縮器温度センサの出力に基づいて前記凝縮器用送風機の回転数を制御する制御装置と、外気温度を検出する外気温度センサとを備え、
前記制御装置は、前記外気温度センサの出力に基づき、所定の低外気温時には、前記凝縮器の温度が通常よりも高い値となるまで前記凝縮器用送風機の運転始動を遅らせ、当該高い値に上昇した時点で運転を低速で開始し、前記凝縮器の温度が上昇していくに従って回転数を上げていくことを特徴とする凝縮器用送風機の速度調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を順次環状に接続して冷凍サイクルを構成する凝縮器の空冷を行なう凝縮器用送風機の速度調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より冷凍機の冷凍サイクルを構成する凝縮器は、凝縮圧力や外気温度によって、冷媒を最適に凝縮できるように、凝縮器に設けられた凝縮器用送風機の回転数を調整できるように構成している。この凝縮器用送風機の回転数と凝縮圧力と凝縮温度の関係を図４に示している。図中縦軸に凝縮器用送風機の回転数、横軸に凝縮器の凝縮圧力を示している。また、凝縮器用送風機の回転数は、縦軸下端を低速（０ｒｐｍ）、上端を高速（１０００ｒｐｍ）で示しており、凝縮器の凝縮圧力は、横軸左端を高圧（２．３０ＭＰａ）、右端を低圧（０．６０ＭＰａ）で示している。尚、凝縮温度は、凝縮圧力が高圧（２．３０ＭＰａ）の場合は高温（約＋５８．５℃）で凝縮し、低圧の場合は低温（約＋１０．０℃）で凝縮する。
【０００３】
凝縮器用送風機の運転は、高モードＭ１、中モードＭ２、低モードＭ３の３モードあり、凝縮器用送風機の回転数は各モードＭ１、Ｍ２、Ｍ３によって変わる。高モードＭ１では、凝縮圧力と凝縮温度が高い状態（凝縮圧力が約０．９２ＭＰａ、凝縮温度が約＋２４℃）で凝縮器用送風機が回転を始め、凝縮圧力と凝縮温度が上昇していくに従って回転数を上げていくパターンの回転制御が行なわれる。中モードＭ２では、凝縮圧力と凝縮温度が高モードＭ１より低い状態（凝縮圧力が約０．６３ＭＰａ、凝縮温度が約＋１２℃）で凝縮器用送風機が回転を始め、凝縮圧力と凝縮温度が上昇していくに従って回転数を上げていくパターンの回転制御が行なわれる。
【０００４】
また、低モードＭ３では、凝縮圧力と凝縮温度が中モードＭ２より更に低い状態（凝縮圧力が約０．７７ＭＰａ、凝縮温度が約＋１７℃）で凝縮器用送風機が回転を始め、凝縮圧力と凝縮温度が上昇していくに従って回転数を上げていくパターンの回転制御が行なわれる。各モードＭ１、Ｍ２、Ｍ３は冷凍機が設置された時点で設備業者によって、寒冷地などで冷媒が凝縮し過ぎる場合や、ファン回転数を抑え、低騒音としたい場合は、凝縮能力を下げる高モードＭ１、凝縮圧力を低く抑え、ＣＯＰ（成績係数）を向上し、省エネ運転としたい場合は、凝縮能力を高める低モードＭ３など状況の応じたモードに設定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、冷凍機が特に外気温が低い寒冷地に設置された場合、凝縮器の温度（凝縮温度）は外気が低いので上昇しにくくなって、圧縮機の始動時に高圧側と低圧側の圧力が低下し運転時に低圧圧力が上昇しにくくなる。また、高圧側と低圧側の圧力が低下すると、圧縮機の始動時に凝縮器の凝縮圧力が上昇せずに蒸発側圧力も低いままの状態となるので圧縮機の運転、停止が短時間に繰り返えされて庫内の冷却不良が発生してしまう不具合（ショートサイクル運転）があった。そこで、凝縮圧力を検出する圧力スイッチを設け、圧縮機の始動時は、任意の圧力まで凝縮器用送風機を停止させ、凝縮圧力を上昇させる制御を行なっていた（図４）。しかし、この方式では凝縮器用送風機の運転時と停止時の回転数が大きく異なり、凝縮圧力が不安定となって蒸発圧力も不安定になってしまう問題があった。このため、外気温度が低い冬期に冷却不良が発生してしまう不都合が発生してしまう問題もあった。
【０００６】
本発明は、係る従来技術の課題を解決するために成されたものであり、冬期の寒冷地などにおける冷凍機の始動時でも、安定して圧縮機の運転制御を行なえる凝縮器用送風機の速度調整装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、請求項１の発明の凝縮器用送風機の速度調整装置は、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を順次環状に接続して冷凍サイクルを構成すると共に、凝縮器を空冷するための凝縮器用送風機を設けたものであって、凝縮器の温度を検出する凝縮器温度センサと、該凝縮器温度センサの出力に基づき、所定の標準的パターンにて凝縮器用送風機の回転数を制御する制御装置と、外気温度を検出する外気温度センサとを備えており、制御装置は、外気温度センサの出力に基づき、所定の低外気温時には、標準的パターンよりも凝縮器の温度上昇を促すパターンにて凝縮器用送風機を始動させるものである。
【０００８】
また、請求項２の発明の凝縮器用送風機の速度調整装置は、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を順次環状に接続して冷凍サイクルを構成すると共に、凝縮器を空冷するための凝縮器用送風機を設けたものであって、凝縮器の温度を検出する凝縮器温度センサと、この凝縮器温度センサの出力に基づいて凝縮器用送風機の回転数を制御する制御装置と、外気温度を検出する外気温度センサとを備えており、制御装置は、外気温度センサの出力に基づき、所定の低外気温時には、凝縮器の温度が通常よりも高い値となるまで凝縮器用送風機の運転始動を遅らせ、当該高い値に上昇した時点で運転を低速で開始し、凝縮器の温度が上昇していくに従って回転数を上げていくものである。
【０００９】
請求項１の発明によれば、凝縮器の温度を検出する凝縮器温度センサと、該凝縮器温度センサの出力に基づき、所定の標準的パターンにて凝縮器用送風機の回転数を制御する制御装置と、外気温度を検出する外気温度センサとを備えており、制御装置は、外気温度センサの出力に基づき、所定の低外気温時には、標準的パターンよりも凝縮器の温度上昇を促すパターンにて凝縮器用送風機を始動させるようにしているので、例えば、請求項２の如く制御装置が、外気温度センサの出力に基づき、所定の低外気温時には、凝縮器の温度が通常よりも高い値となるまで凝縮器用送風機の運転始動を遅らせ、当該高い値に上昇した時点で運転を低速で開始し、凝縮器の温度が上昇していくに従って回転数を上げていくことにより、例えば、冬期の寒冷地などにおける外気温が低い場合などでも、冷凍サイクルを構成する冷凍機の始動後、凝縮器の温度が通常よりも高い値となるまで凝縮器用送風機を停止させて置き、そこから凝縮器用送風機を低速で回転させることが可能となる。これにより、凝縮器用送風機の停止時からの運転の回転数を徐々に上げていくことができるので、凝縮圧力と蒸発圧力を極めて安定させることが可能となる。従って、外気温度が低い冬期に冷却不良が発生する不都合を未然に阻止することができるようになるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明の凝縮器用送風機１１の速度調整装置１８を適用した冷凍機の冷媒回路図、図２は本発明の速度調整装置１８の凝縮圧力と凝縮温度と凝縮器用送風機１１の回転数の関係を示す図、図３は本発明の速度調整装置１８を構成する制御装置１６のプログラムのフローチャートをそれぞれ示している。
【００１１】
図１において、ロータリーコンプレッサ、スクロールコンプレッサ等からなる圧縮機１の吐出側の配管２には凝縮器３を構成する配管４が接続され、この凝縮器３の出口側は配管６を介して減圧装置としての膨張弁７に接続されている。この膨張弁７は蒸発器８に接続され、蒸発器８の出口側は圧縮機１に接続されて環状の冷凍サイクルを構成している。
【００１２】
前記凝縮器３は、複数の熱交換フィンに前記配管４が挿通された熱交換器９と凝縮器用送風機１１とからなり、凝縮器用送風機１１はモーター１２とプロペラファン１３とから構成されている。そして、蒸発器８は室内に設置されると共に、圧縮機１及び凝縮器３は屋外に設置される。また、凝縮器３の熱交換器９の配管４には凝縮器温度センサ１４が取り付けられると共に、凝縮器温度センサ１４は凝縮器用送風機１１の制御装置１６に接続されている。
【００１３】
この制御装置１６には更に凝縮器３が設置された屋外の温度、即ち、外気温度を検出する外気温度センサ１７が接続され、これら制御装置１６、凝縮器温度センサ１４及び外気温度センサ１７により凝縮器用送風機１１の速度調整装置１８が構成されている。また、凝縮器３の出口側配管６には凝縮器用送風機１１を全速で回転させる圧力スイッチ１０が接続されており、この圧力スイッチ１０も制御装置１６に接続されている。
【００１４】
そして、圧縮機１が起動されると、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は配管２を経て凝縮器３の熱交換器９に流入する。熱交換器９には後述する如く凝縮器用送風機１１から外気が通風されており、熱交換器９に流入した冷媒は空冷されて凝縮液化する。凝縮器３から出た冷媒は配管６を経て膨張弁７に至り、そこで減圧された後、蒸発器８に流入してそこで蒸発する。このときの吸熱作用により庫内を冷却する。そして、蒸発器８から出た冷媒は圧縮機１に吸入される。尚、圧縮機１の吸込側（低圧側）には図示しない低圧圧力スイッチが設けられており、設定圧力（低圧側）の上限と下限を検知して圧縮機１を運転・停止する。
【００１５】
一方、図２に速度調整装置１８による凝縮器用送風機１１の運転制御を示している。凝縮器用送風機１１の運転は従来同様の高モードＭ１、中モードＭ２、低モードＭ３の３モードと、外気温度センサ１７の出力に基づいて、所定の低外気温時（外気温度が低い冬期など）には、凝縮器３の温度が通常よりも高い値となるまで遅延させて凝縮器用送風機１１を始動する寒冷地用特性カーブの寒冷地モードＭ４とを備えている（図２点線）。該寒冷地モードＭ４は、凝縮圧力が約１．２１ＭＰａ、凝縮温度が約＋３３℃の状態で凝縮器用送風機１１が回転を始め、凝縮圧力と凝縮温度が上昇していくに従って回転数を上げていくパターンの回転制御が行なわれる。
【００１６】
即ち、制御装置１６は外気温度センサ１７の出力に基づいて、所定の低外気温時には、標準的パターン（高モードＭ１、中モードＭ２、低モードＭ３で凝縮器用送風機１１を運転するパターン）よりも凝縮器３の温度上昇を促すパターンにて凝縮器用送風機１１を始動する。具体的には、外気温度が例えば＋３℃以下の場合は、寒冷地モードＭ４で始動する。該寒冷地モードＭ４の特性は、凝縮圧力が約１．２１ＭＰａ、凝縮温度が約＋３３℃の状態で凝縮器用送風機１１の回転を開始させて、これにより、凝縮器３の温度上昇を促すように構成している。尚、始動時外気温度が＋３℃を越える場合は通常のモード（高モードＭ１、中モードＭ２、低モードＭ３）で凝縮器用送風機１１の回転制御を行なう。
【００１７】
次に、図３のフローチャートを用いて速度調整装置１８の制御装置１６による凝縮器用送風機１１の回転数制御につき説明する。ステップＳ１で圧縮機１の始動が開始してステップＳ２に進む。ステップＳ２で制御装置１６は外気温度センサ１７の出力信号に基づき外気温度ＡＴを入力し、外気温度ＡＴが＋３℃以下か否か判断する。
【００１８】
そして、制御装置１６は外気温度ＡＴが＋３℃以下でない場合は、ステップＳ３に進んで通常モード（高モードＭ１、中モードＭ２、低モードＭ３の標準的パターン）にて凝縮器用送風機１１の運転を行なう。即ち、制御装置１６は、外気温度ＡＴが＋３℃以下でない場合、この場合、凝縮器温度センサ１４から入力した凝縮器３の熱交換器９の温度（凝縮温度）が高モードＭ１の場合、凝縮圧力が約０．９２ＭＰａ、凝縮温度が約＋２４℃の状態で凝縮器用送風機１１が回転を始め、凝縮圧力と凝縮温度が上昇していくに従って回転数を上げていくパターンで凝縮器用送風機１１の回転制御を行なう。
【００１９】
また、制御装置１６は、凝縮器温度センサ１４から入力した凝縮器３の熱交換器９の温度が中モードＭ２の範囲の場合は、凝縮圧力と凝縮温度が高モードＭ１より低い凝縮圧力が約０．７７ＭＰａ、凝縮温度が約＋１７℃の状態から凝縮器用送風機１１が回転を始め、凝縮圧力と凝縮温度が上昇していくに従って回転数を上げていくパターンで凝縮器用送風機１１の回転制御を行なう。
【００２０】
また、制御装置１６は、凝縮器温度センサ１４から入力した凝縮器３の熱交換器９の温度が低モードＭ３の範囲の場合は、凝縮圧力と凝縮温度が中モードＭ２より更に低い凝縮圧力が約０．６３ＭＰａ、凝縮温度が約＋１２℃の状態から凝縮器用送風機１１が回転を始め、凝縮圧力と凝縮温度が上昇していくに従って回転数を上げていくパターンで凝縮器用送風機１１の回転制御を行なう。そして、凝縮器用送風機１１を通常モード制御で運転し、ステップＳ４に進んで圧縮機１の運転が停止するとステップＳ１に戻りこれが繰り返えされる。
【００２１】
前記、ステップＳ２で制御装置１６は、外気温度センサ１７の出力信号に基づき入力した外気温度ＡＴが＋３℃以下の場合ステップＳ５に進み、寒冷地モードＭ４で凝縮器用送風機１１を始動（標準的パターンよりも凝縮器３の温度上昇を促すパターンにて凝縮器用送風機１１を始動）する。具体的には制御装置１６は、外気温度ＡＴが＋３℃以下の場合には、凝縮圧力が約１．２ＭＰａ、凝縮温度が約＋３３℃に上昇するまで凝縮器用送風機１１の運転始動（回転）を遅らせている。
【００２２】
そして、凝縮圧力が約１．２ＭＰａ、凝縮温度が約＋３３℃に上昇した時点で制御装置１６は凝縮器用送風機１１のモーター１２の運転（回転）を低速で開始し、凝縮圧力と凝縮温度が上昇していくに従って回転数を上げていく。これによって、外気温度ＡＴが＋３℃以下での凝縮器３の空冷能力を調整し、凝縮器３内の凝縮圧力を適正値に制御する。次に、ステップＳ４に進んで圧縮機１の運転が停止するとステップＳ１に戻りこれが繰り返えされる。
【００２３】
このように、外気温度センサ１７の出力に基づき、所定の低外気温時に、凝縮器３の温度が通常よりも高い値となるまで制御装置１６は凝縮器用送風機１１の始動を遅らせたのち回転を開始するようにしているので、冬期の寒冷地などにおける外気温が低い場合でも、圧縮機１が運転、停止を繰り返えしてしまうのを防止することが可能となる。これにより、外気温度ＡＴが低い冬期に冷却不良が発生してしまう不都合を未然に阻止することができるようになる。
【００２４】
尚、凝縮器用送風機１１の速度調整装置１８を冷凍機の冷媒回路に用いたがこれに限らず、冷蔵冷凍庫、冷却冷凍庫などに凝縮器用送風機１１の速度調整装置１８を用いても差し支えない。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、凝縮器の温度を検出する凝縮器温度センサと、該凝縮器温度センサの出力に基づき、所定の標準的パターンにて凝縮器用送風機の回転数を制御する制御装置と、外気温度を検出する外気温度センサとを備えており、制御装置は、外気温度センサの出力に基づき、所定の低外気温時には、標準的パターンよりも凝縮器の温度上昇を促すパターンにて凝縮器用送風機を始動させるようにしているので、例えば、請求項２の如く制御装置が、外気温度センサの出力に基づき、所定の低外気温時には、凝縮器の温度が通常よりも高い値となるまで凝縮器用送風機の運転始動を遅らせ、当該高い値に上昇した時点で運転を低速で開始し、凝縮器の温度が上昇していくに従って回転数を上げていくことにより、例えば、冬期の寒冷地などにおける外気温が低い場合などでも、冷凍サイクルを構成する冷凍機の始動後、凝縮器の温度が通常よりも高い値となるまで凝縮器用送風機を停止させて置き、そこから凝縮器用送風機を低速で回転させることが可能となる。これにより、凝縮器用送風機の停止時からの運転の回転数を徐々に上げていくことができるので、凝縮圧力と蒸発圧力を極めて安定させることが可能となる。従って、外気温度が低い冬期に冷却不良が発生する不都合を未然に阻止することができるようになるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の凝縮器用送風機の速度調整装置を適用した冷凍機の冷媒回路図である。
【図２】  本発明の速度調整装置の凝縮圧力と凝縮温度と凝縮器用送風機の回転数の関係を示す図である。
【図３】  本発明の速度調整装置を構成する制御装置のプログラムのフローチャートである。
【図４】  従来の速度調整装置の凝縮圧力と凝縮温度と凝縮器用送風機の回転数の関係を示す図である。
【符号の説明】
１  圧縮機
３  凝縮器
７  膨張弁
８  蒸発器
１１  凝縮器用送風機
１２  モーター
１４  凝縮器温度センサ
１６  制御装置
１７  外気温度センサ
１８  速度調整装置
Ｍ１  高モード
Ｍ２  中モード
Ｍ３  低モード
Ｍ４  寒冷地モード
【図１】
0003668121.tif 000002
【図２】
0003668121.tif 000003
【図３】
0003668121.tif 000004
【図４】
0003668121.tif 000005