(57)【要約】【課題】格別に圧力センサを設けることなく、瞬時停電等を原因とする給電復帰時に、安全、且つ、迅速に圧縮機を起動可能とする。【解決手段】圧縮機１８、放熱器１９、膨張弁８及び蒸発器１１から冷凍サイクルが構成された冷却装置１０において、圧縮機の吸込側に接続された逆止弁４５と、蒸発器入口温度センサ２９と、蒸発器出口温度センサ３０と、圧縮機の吐出ガス温度センサ４９と、外気温度センサ４８と、圧縮機の運転を制御する制御装置９とを備え、電源が投入されたときに、瞬時停電等であるか複数の条件に基づき判断して、該当する場合、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、圧縮機１８の起動を遅延させる。【選択図】図２
2011208893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器から冷凍サイクルが構成された冷却装置において、
前記圧縮機の吸込側に接続された逆止弁と、
前記蒸発器の冷媒入口温度ＥＴＩを検出する蒸発器入口温度センサと、
前記蒸発器の冷媒出口温度ＥＴＯを検出する蒸発器出口温度センサと、
前記圧縮機の吐出ガス温度ＤＴを検出する吐出ガス温度センサと、
外気温度ＡＴを検出する外気温度センサと、
これら温度センサの出力に基づいて前記圧縮機の運転を制御する制御装置とを備え、
該制御装置は、電源が投入されたときに、
前記蒸発器の冷媒入口温度ＥＴＩが設定値Ａ以下であること、
前記蒸発器の冷媒入口温度ＥＴＩと冷媒出口温度ＥＴＯとの差ＥＴＩ−ＥＴＯが設定値Ｂ以下であること、及び、
前記吐出ガス温度ＤＴが前記外気温度ＡＴ＋設定値Ｃ以上であること、
の全ての条件が満たされている場合、前記冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、前記圧縮機の起動を遅延させることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器から冷凍サイクルが構成された冷却装置において、
前記圧縮機の吸込側に接続された逆止弁と、
前記蒸発器の冷媒入口温度ＥＴＩを検出する蒸発器入口温度センサと、
前記蒸発器の冷媒出口温度ＥＴＯを検出する蒸発器出口温度センサと、
前記圧縮機の吐出ガス温度ＤＴを検出する吐出ガス温度センサと、
外気温度ＡＴを検出する外気温度センサと、
これら温度センサの出力に基づいて前記圧縮機の運転を制御する制御装置とを備え、
該制御装置は、サーモサイクル時に、
前記蒸発器の冷媒入口温度ＥＴＩが設定値Ａ以下であること、
前記蒸発器の冷媒入口温度ＥＴＩと冷媒出口温度ＥＴＯとの差ＥＴＩ−ＥＴＯが設定値Ｂ以下であること、及び、
前記吐出ガス温度ＤＴが前記外気温度ＡＴ＋設定値Ｃ以上であること、
の全ての条件が満たされている場合、前記冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、前記圧縮機の起動を遅延させることを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
前記各設定値Ａ、Ｂ及びＣを変更可能としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記冷凍サイクルには、冷媒として二酸化炭素が封入されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器から冷凍サイクルが構成された冷却装置であって、特に、圧縮機の再起動時における制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より例えば業務用冷蔵庫等には、庫内を冷却するための冷却装置が設けられている。この冷却装置は、圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器等を順次環状に配管接続して構成された冷媒回路を備えており、圧縮機が運転されると、低圧側から吸い込まれて圧縮され、当該圧縮機から吐出された高温高圧のガス冷媒は、放熱器内に流入する。放熱機内に流入した高温高圧のガス冷媒は、そこで放熱して凝縮液化された後、膨張弁で絞られて、蒸発器に流入し、そこで蒸発気化する。そのときに、周囲から熱を吸収することにより、冷却作用を発揮し、再び圧縮機の低圧側から吸い込まれる冷凍サイクルが構成される。
【０００３】
この圧縮機は、庫内が所定の上限温度に達すると起動され、蒸発器により冷却によって庫内が所定の下限温度まで低下したところで停止されるサイクル運転がなされる。そして、圧縮機が停止した後は、冷媒回路の高圧側と低圧側の圧力差は時間の経過と共に小さくなっていくが、圧縮機が停止した直後に再起動されると、冷媒回路の高圧側と低圧側の圧力差が依然大きい状態であるため、圧縮機は高圧状態のところに更に冷媒を送り出さなければならなくなり、圧縮機には多大な負荷が加わる。
【０００４】
かかる過負荷によって巻線焼損（圧縮機の駆動用モータの巻線焼損）等が発生するため、当該過負荷を検出すると制御装置は、圧縮機の起動エラーと判断し、当該起動エラーと判断してから所定時間は、圧縮機の起動を禁止する。
【０００５】
また、業務用冷蔵庫のコンセントを差し込んで圧縮機に電源が投入された後、及び圧縮機のサイクル運転中に停止した後等は、直ぐに圧縮機が起動しないように、電源投入後又は圧縮機停止後、所定時間は圧縮機の起動エラー（起動遅延時間）として、当該圧縮機の起動を禁止する。通常、この圧縮機の起動エラーは、確実に高圧側と低圧側との圧力平衡に要する時間を確保すべく、一律に３乃至５分間に設定される。
【０００６】
また、この種の冷媒回路においては、圧縮機が停止すると高圧側の温かい冷媒が蒸発器へ自然と逆流してしまうため、蒸発器の温度上昇を招来してしまう。そのため、停止した圧縮機から直接蒸発器内へと温かい冷媒が逆流してしまう不都合を解消すべく、圧縮機の吸込側には逆止弁が設けられている。
【０００７】
かかる場合には、冷媒回路の高圧側と低圧側とが自然に平衡となるには、より多くの時間を要するため、このように圧縮機停止後は、所定時間、起動エラーとする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２４１０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、何らかの原因によって圧縮機の運転中、又は、サーモオフ中に電源プラグがコンセントから抜けてしまう場合や給電系統による瞬時停電等が生じる場合がある。この際に、直ぐに給電が復帰した場合であっても、一旦、電源が切断されてしまうため、圧縮機は停止してしまう。そのため、電源投入直後は、圧縮機の起動エラーとなり、圧縮機は、所定時間、起動することができない。
【００１０】
この場合、庫内はそれまでの冷却装置の運転によって所定温度に冷却されている。ここで、圧縮機が停止してから、実際には圧縮機の低圧側と高圧側とが平衡となっている状況となっていても、圧縮機は強制的に所定時間、通常、上述したように一律に３乃至５分間の設定された時間だけ停止してしまう。そのため、その間、冷却運転が行われないことで、庫内の温度の上昇を招来する。一旦、庫内温度が上昇してしまい、設定温度と大きな差が生じると、圧縮機が再起動された際のプルダウン運転によって、庫内温度を安定して設定温度とするのに著しく時間を要してしまう。
【００１１】
本発明は、従来の技術的課題を解決するためになされたものであり、格別に圧力センサを設けることなく、瞬時停電等を原因とする給電復帰時に、安全、且つ、迅速に圧縮機を起動可能とする冷却装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の冷却装置は、圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器から冷凍サイクルが構成されたものであって、圧縮機の吸込側に接続された逆止弁と、蒸発器の冷媒入口温度ＥＴＩを検出する蒸発器入口温度センサと、蒸発器の冷媒出口温度ＥＴＯを検出する蒸発器出口温度センサと、圧縮機の吐出ガス温度ＤＴを検出する吐出ガス温度センサと、外気温度ＡＴを検出する外気温度センサと、これら温度センサの出力に基づいて圧縮機の運転を制御する制御装置とを備え、該制御装置は、電源が投入されたときに、蒸発器の冷媒入口温度ＥＴＩが設定値Ａ以下であること、蒸発器の冷媒入口温度ＥＴＩと冷媒出口温度ＥＴＯとの差ＥＴＩ−ＥＴＯが設定値Ｂ以下であること、及び、吐出ガス温度ＤＴが外気温度ＡＴ＋設定値Ｃ以上であること、の全ての条件が満たされている場合、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、圧縮機の起動を遅延させることを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明は、圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器から冷凍サイクルが構成された冷却装置において、圧縮機の吸込側に接続された逆止弁と、蒸発器の冷媒入口温度ＥＴＩを検出する蒸発器入口温度センサと、蒸発器の冷媒出口温度ＥＴＯを検出する蒸発器出口温度センサと、圧縮機の吐出ガス温度ＤＴを検出する吐出ガス温度センサと、外気温度ＡＴを検出する外気温度センサと、これら温度センサの出力に基づいて圧縮機の運転を制御する制御装置とを備え、該制御装置は、サーモサイクル時に、蒸発器の冷媒入口温度ＥＴＩが設定値Ａ以下であること、蒸発器の冷媒入口温度ＥＴＩと冷媒出口温度ＥＴＯとの差ＥＴＩ−ＥＴＯが設定値Ｂ以下であること、及び、吐出ガス温度ＤＴが外気温度ＡＴ＋設定値Ｃ以上であること、の全ての条件が満たされている場合、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、圧縮機の起動を遅延させることを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明は、上記各発明において、各設定値Ａ、Ｂ及びＣを変更可能としたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明は、上記各発明において、冷凍サイクルには、冷媒として二酸化炭素が封入されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器から冷凍サイクルが構成された冷却装置において、圧縮機の吸込側に接続された逆止弁と、蒸発器の冷媒入口温度ＥＴＩを検出する蒸発器入口温度センサと、蒸発器の冷媒出口温度ＥＴＯを検出する蒸発器出口温度センサと、圧縮機の吐出ガス温度ＤＴを検出する吐出ガス温度センサと、外気温度ＡＴを検出する外気温度センサと、これら温度センサの出力に基づいて圧縮機の運転を制御する制御装置とを備え、該制御装置は、電源が投入されたときに、蒸発器の冷媒入口温度ＥＴＩが設定値Ａ以下であること、蒸発器の冷媒入口温度ＥＴＩと冷媒出口温度ＥＴＯとの差ＥＴＩ−ＥＴＯが設定値Ｂ以下であること、及び、吐出ガス温度ＤＴが外気温度ＡＴ＋設定値Ｃ以上であること、の全ての条件が満たされている場合、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、圧縮機の起動を遅延させることにより、安全且つ迅速に圧縮機を起動させることができる。
【００１７】
特に、本発明では、電源が投入されたときに、蒸発器の冷媒入口温度ＥＴＩが設定値Ａ以下であること、蒸発器の冷媒入口温度ＥＴＩと冷媒出口温度ＥＴＯとの差ＥＴＩ−ＥＴＯが設定値Ｂ以下であることの条件から、冷却装置が停止直後であった場合に、且つ、吐出ガス温度ＤＴが外気温度ＡＴ＋設定値Ｃ以上であることの条件から、圧縮機が直前まで運転していた場合に、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、圧縮機の起動を遅延させる。
【００１８】
そのため、瞬時停電等の短時間における電源の入切によって、電源が投入された場合に、従来の如く、圧縮機の起動エラーが発生したとして一律に設定された待機時間を経ることなく、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な最小限の時間を遅延させて、安全に圧縮機を起動させることができる。
【００１９】
従って、かかる場合に、電源投入後、圧縮機起動エラーによる待機時間の経過によって当該冷却装置による被冷却空間内の品温上昇を効果的に抑制することが可能となり、適切な冷却運転を実現することが可能となる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器から冷凍サイクルが構成された冷却装置において、圧縮機の吸込側に接続された逆止弁と、蒸発器の冷媒入口温度ＥＴＩを検出する蒸発器入口温度センサと、蒸発器の冷媒出口温度ＥＴＯを検出する蒸発器出口温度センサと、圧縮機の吐出ガス温度ＤＴを検出する吐出ガス温度センサと、外気温度ＡＴを検出する外気温度センサと、これら温度センサの出力に基づいて圧縮機の運転を制御する制御装置とを備え、該制御装置は、サーモサイクル時に、蒸発器の冷媒入口温度ＥＴＩが設定値Ａ以下であること、蒸発器の冷媒入口温度ＥＴＩと冷媒出口温度ＥＴＯとの差ＥＴＩ−ＥＴＯが設定値Ｂ以下であること、及び、吐出ガス温度ＤＴが外気温度ＡＴ＋設定値Ｃ以上であること、の全ての条件が満たされている場合、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、圧縮機の起動を遅延させることにより、安全且つ迅速に圧縮機を起動させることができる。
【００２１】
特に、請求項２の発明では、サーモサイクル時に、蒸発器の冷媒入口温度ＥＴＩが設定値Ａ以下であること、蒸発器の冷媒入口温度ＥＴＩと冷媒出口温度ＥＴＯとの差ＥＴＩ−ＥＴＯが設定値Ｂ以下であることの条件から、冷却装置が停止直後であった場合に、且つ、吐出ガス温度ＤＴが外気温度ＡＴ＋設定値Ｃ以上であることの条件から、圧縮機が直前まで運転していた場合に、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、圧縮機の起動を遅延させる。
【００２２】
そのため、サーモオン時において、従来の如く、圧縮機の起動エラーが発生したとして一律に設定された待機時間を経ることなく、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な最小限の時間を遅延させて、安全に圧縮機を起動させることができる。
【００２３】
従って、かかる場合に、サーモオン時に、圧縮機起動エラーによる待機時間の経過によって当該冷却装置による被冷却空間内の品温上昇を効果的に抑制することが可能となり、適切な冷却運転を実現することが可能となる。
【００２４】
また、請求項３の発明によれば、上記各発明に加えて、各設定値Ａ、Ｂ及びＣを変更可能としたので、機器や使用状況に応じて各設定値を適宜選択することができ、利便性の向上を図ることができる。また、的確な圧縮機の遅延を行うことが可能となる。
【００２５】
請求項４の発明によれば、上記各発明において、冷凍サイクルには、冷媒として二酸化炭素が封入されているので、高圧側の圧力がより高くなり、圧縮機起動エラーが生じやすくなるが、このような場合において上記各発明を適用することで、より有利となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明を適用する実施例としての冷凍庫の縦断側面図である。
【図２】本発明の冷却装置の冷媒回路図である。
【図３】制御装置の電気ブロック図である。
【図４】圧縮機の起動遅延制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明の冷却装置１０を適用する実施例としての業務用冷凍庫（低温貯蔵庫）Ｒの縦断側面図を示している。実施例の冷凍庫Ｒは、例えばホテルやレストランの厨房などに設置されるものであり、前面開口２２が扉６にて開閉自在に閉塞される断熱箱体１により本体が構成されている。
【００２８】
この断熱箱体１は、何れもステンレスなどの鋼板から成る外箱２、及び、この外箱２内に組み込まれた内箱３と、内外両箱２、３間に現場発泡方式にて充填されたポリウレタン断熱材４から構成されている。そして、この断熱箱体１（内箱３）内を貯蔵室（被冷却空間）５としている。
【００２９】
また、貯蔵室５内上部には、本願発明にかかる冷却装置１０の蒸発器１１と冷気循環用送風機１２が取り付けられる冷却室１４が仕切板１３によって区画形成されている。冷気循環用送風機１２より貯蔵室５から冷却室１４に吸い込まれた冷気は、蒸発器１１と熱交換された後、冷却室１４後方の開口から吐出されて、貯蔵室５内は所定の温度に冷却される。
【００３０】
一方、断熱箱体１の天面には前面パネル１６及び両側面及び後面を構成するパネルによって機械室１７が画成されており、この機械室１７内には冷却装置１０を構成する圧縮機１８や放熱器１９などが設置され、蒸発器１１と共に冷却装置１０の周知の冷凍サイクルを構成している。２０は、放熱器用送風機である。
【００３１】
ここで、図２の冷媒回路図を参照して本実施例における冷却装置１０の冷媒回路７について説明する。本実施例における冷却装置１０の冷凍サイクルには、冷媒として二酸化炭素が封入されており、高圧側の冷媒圧力（高圧圧力）がその臨界圧力以上（超臨界）となるスプリットサイクル（二段圧縮一段膨張中間冷却サイクル）を採用する。
【００３２】
本実施例の冷却装置１０は、圧縮機（圧縮手段）１８を構成する低段側の圧縮要素（低段側圧縮手段）１８Ａと、同じく圧縮手段を構成する高段側の圧縮要素（高段側圧縮手段）１８Ｂと、放熱器１９と、分流器３７と、合流器３８と、副減圧装置としての補助膨張弁３９と、中間熱交換器４０と、内部熱交換器４１と、主減圧装置としての膨張弁８と、蒸発器１１とから冷媒回路７が構成されている。
【００３３】
上記放熱器１９は高段側の圧縮要素１８Ｂから出た高温高圧の冷媒を放熱させることによって、当該高段側の圧縮要素１８Ｂから出た冷媒を冷却する。本実施例では、ガスクーラ熱交換器により放熱器１９を構成する。分流器３７は、放熱器１９から出た冷媒を第１の冷媒流と第２の冷媒流とに分流し、第１の冷媒流を副回路４２に流し、第２の冷媒流を主回路４３に流す。
【００３４】
図２における主回路４３は、分流器３７にて分流された冷媒が、中間熱交換器４０の内管４０Ｂ、内部熱交換器４１の内管４１Ｂ、ストレーナ４４、膨張弁８、蒸発器１１、内部熱交換器４１の外管４１Ａ、逆止弁４５、及びストレーナ４６を順次通り、低段側圧縮手段を構成する圧縮要素１８Ａの吸込側へ供給されるように接続されている。副回路４２は、分流器３７にて分流された冷媒が、ストレーナ４７、補助膨張弁３９及び中間熱交換器４０の外管４０Ａを順次通り、高段側圧縮手段を構成する圧縮要素１８Ｂの吸込側へ供給されるように接続されている。
【００３５】
本実施例における圧縮機１８は、冷媒を低段側圧縮手段としての圧縮要素１８Ａと、高段側圧縮手段としての圧縮要素１８Ｂが単一の密閉容器内に収納される内部中間圧二段圧縮式ロータリ圧縮機を採用している。これら圧縮要素１８Ａ、１８Ｂは、同一の密閉容器内に収納される圧縮機モータ（電動要素。ＤＣモータ）により駆動される。
【００３６】
低段側圧縮要素１８Ａの吸込側には、逆止弁４５、更には、ストレーナ４６から流出した冷媒が導入される冷媒導入管２３が接続され、当該低段側圧縮要素１８Ａに取り込まれた冷媒は、ここで中間圧まで昇圧される。この低段側圧縮要素１８Ａにて圧縮された冷媒は、図示しない連通管より密閉容器内に吐出される。密閉容器には、合流器３８を介して副回路４２が接続されている。
【００３７】
高段側圧縮要素１８Ｂの吸込側には、一端が密閉容器内にて開放した冷媒導入管が設けられ、低段圧縮要素１８Ａにて中間圧まで昇圧された冷媒と、副回路４２からの中間圧冷媒とが混合された冷媒が、当該冷媒導入管より高段側圧縮要素１８Ｂ内に流入され、ここで更に所定の高圧まで昇圧される。このとき、この高段側圧縮要素１８Ｂにて圧縮された冷媒は、超臨界状態とされ、冷媒吐出管２４を介して、放熱器１９に流入される。尚、本実施例では、前記圧縮機１８を構成する各圧縮要素１８Ａ、１８Ｂは単一のモータで一体に結合された構成としているが、これに限定されない。
【００３８】
放熱器１９を出た冷媒は通過する過程で冷却された後、分流器３７に入り、第１の冷媒流が流れる副回路４２と、第２の冷媒流が流れる主回路４３とに分流される。分流器３７で分流された一方の冷媒流（第１の冷媒流）は、副回路４２に入り、補助膨張弁３９で中間圧（即ち、低段側圧縮要素１８Ａの吐出圧力であり、高段側圧縮要素１８Ｂの吸込圧力と略同圧）まで減圧される。そして、中間熱交換器４０の外管４０Ａ内を通過し、当該外管４０Ａ内を通過する過程で、内管４０Ｂを通過する分流器３７で分流された後の他方の冷媒流である第２の冷媒流と熱交換して蒸発する。その後、合流器３８にて、低段側の圧縮要素１８Ａで圧縮された後の第２の冷媒流と合流して、高段側圧縮要素１８Ｂに吸い込まれる。
【００３９】
一方、分流器３７で分流された他方の冷媒流（第２の冷媒流）は、主回路４３に入り、中間熱交換器４０の内管４０Ｂ内を通過する過程で、補助膨張弁３９によって減圧された第１の冷媒流と熱交換して冷却された後、内部熱交換器４１の内管４１Ｂ内を通過する。当該内管４１Ｂ内を通過する過程で、外管４１Ａ内を流れる蒸発器１１から流出された冷媒と熱交換して冷却される。
【００４０】
そして、内部熱交換器４０から流出された第１の冷媒流は、膨張弁８にて蒸発圧力まで減圧された後、蒸発器１１内に流入し貯蔵室５内（被冷却空間）を熱源として蒸発し、内部熱交換器４１の外管４１Ａを経て低段側の圧縮要素１８に帰還する。尚、内部熱交換器４１は、膨張弁８に流入する冷媒を、蒸発器１１から流出した低温冷媒と熱交換させることによって、冷却性能の向上を図るものである。
【００４１】
このように、本実施例の冷却装置１０は、冷媒として自然冷媒であり、臨界圧力が低く、冷媒サイクルの高圧が超臨界状態となる二酸化炭素を使用するものである。そのため、環境への負荷軽減を図ることができると共に、冷却能力の確保を図ることができる。また、放熱器１９で冷却された後の冷媒を分流し、減圧膨張させた一方の副回路４２を流れる第１の冷媒流により、分流された他方の主回路４３を流れる第２の冷媒流を冷却する、所謂、スプリットサイクル冷却装置を用いることで、蒸発器１１の入口の比エンタルピを小さくし、冷凍効果を大きくすることが可能となる。
【００４２】
これにより、冷却装置１０が運転されると、冷却室１４にて蒸発器１１と熱交換された冷気は、冷気循環用送風機１２により貯蔵室５に吐出されて、貯蔵室５内を循環した後、再び送風機１２によって冷却室１４内に帰還する循環を行う。
【００４３】
次に、図３を参照して本実施例における制御装置９について説明する。制御装置９は、汎用のマイクロコンピュータにより構成されており、冷却装置１０の制御を司る。この制御装置９は、時限手段としてのタイマ３２、演算処理部３３、記憶部３４を内蔵している。
【００４４】
制御装置９には、各種設定スイッチや表示部などを備えたコントロールパネル３５が接続されている。各種設定スイッチには、詳細は後述する如く各設定値を任意に設定可能とするＬＣＤパネル（設定手段）３６も含まれる。
【００４５】
また、当該制御装置９の入力側には、庫内の現在温度を検出する庫内温度センサ（現在温度検出手段）３１、蒸発器１１の冷媒入口温度ＥＴＩを検出するための蒸発器入口温度センサ２９、蒸発器１１の冷媒出口温度ＥＴＯを検出するための蒸発器出口温度センサ３０、圧縮機１８の吐出ガス温度ＤＴ（実際には、圧縮機１８の吐出配管（冷媒吐出管）２４）の温度）を検出する吐出ガス温度センサ４９、外気温度ＡＴを検出するための外気温度センサ４８等が接続されている。
【００４６】
ここで、庫内温度センサ３１は、例えば、仕切板１３の冷気吸込口の近傍に設けられており、冷気が蒸発器１１を通過した後の貯蔵室５内の温度を測定し、これを貯蔵室５内の温度である現在温度として取り扱うものである。
【００４７】
他方、制御装置９の出力側には、圧縮機１８を駆動させる圧縮機モータ（ＤＣモータ）１８Ｍと、冷気循環用送風機１２を駆動させる送風機モータ１２Ｍ、放熱器用送風機２０を駆動させる送風機モータ２０Ｍ、膨張弁８、補助膨張弁３９等が接続されている。ここで、圧縮機モータ１８Ｍは、インバータ装置２５を介して接続されており、これによって、電源の周波数を変化させ、圧縮機モータ１８Ｍの回転数を変化させることにより圧縮機１８における冷媒の圧縮量を変化可能とされている。また、送風機モータ１２Ｍ、２０Ｍは、それぞれチョッパ回路などの駆動回路２６、２７を介して接続されており、これによって、回転数を任意に変更可能とされている。そして、前述した各出力に基づいて、制御装置９は、膨張弁８の開度を制御し、各モータ１８Ｍ、１２Ｍ、２０Ｍの回転数を制御している。
【００４８】
これにより、制御装置９は、庫内温度センサ３１により検出される庫内の現在温度を冷却目標温度とするように、また、蒸発器１１における過熱度（蒸発器入口側温度と蒸発器出口側温度との差）が所定の適正値となるように、圧縮機モータ１８Ｍの運転周波数制御及び、膨張弁８の開度制御を行う。また、制御装置９は、上記圧縮機１８の周波数制御に加えて庫内温度センサ３１により検出される現在の庫内温度が冷却目標温度より所定温度高い上限温度に達した場合、圧縮機モータ１８Ｍを起動し、冷却目標温度よりも所定温度低い下限温度に達した場合、圧縮機モータ１８Ｍを停止するサーモサイクルを行い、庫内温度を冷却目標温度に制御する。
【００４９】
以上の構成で、本実施例における冷凍庫Ｒの圧縮機１８の起動遅延制御について図４のフローチャートを参照して説明する。先ず、ステップＳ１で、使用者により電源が投入された時点では、制御装置９は、詳細は後述する起動遅延時間の間、圧縮機１８の運転を禁止する。言い換えると、制御装置９は、電源が投入された時点では圧縮機１８の運転を直ぐに実行しない。
【００５０】
そして、制御装置９は、ステップＳ２に進み、各アクチュエータの原点出し（初期動作）、即ち、全てをリセットした後、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、制御装置９は、当該電源の投入が瞬断、即ち、瞬時停電や、冷却運転を行っていたところ電源プラグがコンセントから抜かれて直ぐに再投入された状況等であるか否かの判断を行う。
【００５１】
本発明では、ステップＳ３における当該電源の投入が瞬断によるものであるか否かの判断は、第１乃至第３の条件に基づき行う。第１の条件は、蒸発器１８の冷媒入口温度ＥＴＩが設定値Ａ以下であること、第２の条件は、蒸発器１８の冷媒入口温度ＥＴＩと冷媒出口温度ＥＴＯとの差ＥＴＩ−ＥＴＯが設定値Ｂ以下であること、第３の条件は、吐出ガス温度ＤＴが外気温度ＡＴ＋設定値Ｃ以上であることである。
【００５２】
第１の条件は、蒸発器１８の冷媒入口温度ＥＴＩから電源投入直前まで冷却装置１０が運転していたか否かを判断するものである。即ち、電源投入直後は、蒸発器入口温度ＥＴＩは外気温度による影響を未だそれほど受けていないため、冷却運転時と同様に低温である。そのため、設定値Ａを、冷却運転時における蒸発器入口温度ＥＴＩよりも少許高い温度（所定値だけ高い温度）に設定する。制御装置９は、蒸発器入口温度ＥＴＩが設定値Ａ以下である場合、電源投入直前まで冷却装置１０が運転されていたであろうと判定する材料とすることができる。
【００５３】
第２の条件は、蒸発器１８の冷媒入口温度ＥＴＩと冷媒出口温度ＥＴＯとの差から蒸発器１８の状況を判断するものである。ここで、蒸発器１１の圧縮機１８の運転状況に基づく温度変化について説明する。圧縮機１８が運転している場合、制御装置９は、蒸発器入口温度センサ２９により検出される蒸発器１１の冷媒入口温度ＥＴＩと、蒸発器出口温度センサ３０により検出される蒸発器１１の冷媒出口温度ＥＴＯの出力に基づき蒸発器１１における冷媒の過熱度が適正な値となるように、膨張弁８の開度を制御する。そのため、蒸発器出口温度ＥＴＯは、過熱度分だけ、蒸発器入口温度ＥＴＩよりも高い（ＥＴＩ＜ＥＴＯ）。
【００５４】
そして、圧縮機１８が停止した直後は、蒸発器１１への冷媒流入が停止するため、蒸発器１１内における冷媒温度が平衡し、蒸発器入口温度ＥＴＩと蒸発器出口温度ＥＴＯは、差が所定値以下、即ち、ほぼ平衡状態となる（ＥＴＩ≒ＥＴＯ）。
【００５５】
その後、圧縮機１８の吸込側には、蒸発器１８から圧縮機１８に向かう方向を順方向とする逆止弁４５が設けられているため、圧縮機１８の停止によって、圧縮機１８の吐出側から流出したホットガス冷媒は、蒸発器１１の入口側からのみ蒸発器１１内に流入してくる。そのため、冷却運転中とは逆に蒸発器入口温度ＥＴＩは、蒸発器出口温度ＥＴＯよりも高くなる（ＥＴＩ＞ＥＴＯ）。
【００５６】
更に時間が経過することで、ホットガスの蒸発器１１への流入による影響が緩和され、蒸発器入口温度ＥＴＩと蒸発器出口温度ＥＴＯとは、差が所定値以下、即ち、ほぼ平衡状態となる（ＥＴＩ≒ＥＴＯ）。
【００５７】
そのため、第２の条件における設定値Ｂを、蒸発器１１の入口側から圧縮機１８の停止によって流出したホットガス冷媒の流入による温度上昇が発生する以前と判断することができる値、即ち、蒸発器１８の冷媒入口温度ＥＴＩと冷媒出口温度ＥＴＯが平衡（差ＥＴＩ−ＥＴＯが零）若しくは、当該平衡状態と近似した状態（差ＥＴＩ−ＥＴＯが小さい値）と判断することができる値に設定する。制御装置９は、冷媒入口温度ＥＴＩと冷媒出口温度ＥＴＯの差ＥＴＩ−ＥＴＯが設定値Ｂ以下である場合、電源投入直前まで冷却装置１０が運転されていたであろうと判定する材料とすることができる。
【００５８】
このように、第１の条件と第２の条件とから電源投入直前まで冷却装置１０が運転されており、これによって、冷媒回路の高圧側と低圧側との圧力差が依然として大きい状況であるか否かを判定することができる。
【００５９】
第３の条件は、圧縮機１８の吐出ガス温度（吐出側配管の温度）ＤＴから電源投入直前まで圧縮機１８が運転していたか否かを判断するものである。上記第１の条件と第２の条件のみでは、外気温度ＡＴが著しく低い場合には第１の条件を満たし、且つ、冷却装置１０が停止してから蒸発器の温度が外気温と略平衡する程度にまで至った場合には、差ＥＴＩ−ＥＴＯが設定値Ｂ以下となり第２の条件を満たしてしまう。
【００６０】
一方、電源投入直前に圧縮機１８を運転していたのなら吐出ガス温度（吐出側配管の温度）ＤＴが外気温ＡＴよりかなり高くなっていることが予想される。そのため、設定値Ｃを外気温度ＡＴに加算することで、それまで圧縮機１８が運転していたか否かを判断可能な値に設定する。これにより、制御装置９は、吐出ガス温度（吐出側配管の温度）ＤＴが外気温ＡＴより設定値Ｃ以上高い場合には、電源投入直前まで圧縮機１８が運転されていたと判断することができる。
【００６１】
そして、制御装置９は、ステップＳ３において、上記各第１乃至第３の条件が全て満たされている場合、ステップＳ４に進む。制御装置９は、ステップＳ４において、冷凍サイクルの高圧側と低圧側との圧力差が平衡するために必要な時間（圧縮機起動エラー回避遅延時間）、例えば、５０秒が経過したか否かを判断する。
【００６２】
当該圧縮機起動エラー回避遅延時間の経過後、制御装置９は、ステップＳ５に進み、圧縮機１８を起動させる。
【００６３】
このように、本発明では、電源投入直前に冷却装置１０が運転されていたか否かを第１乃至第３の条件全てを判定し、これを満たす場合、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、圧縮機１８の起動を遅延させることにより、安全且つ迅速に圧縮機１８を起動させることができる。
【００６４】
特に、本実施例では、上述したように、電源が投入されたときに、蒸発器１１の冷媒入口温度ＥＴＩが設定値Ａ以下であること（第１の条件）、蒸発器１１の冷媒入口温度ＥＴＩと冷媒出口温度ＥＴＯとの差ＥＴＩ−ＥＴＯが設定値Ｂ以下であること（第２の条件）の条件から、冷却装置１０が停止直後であった場合に、且つ、吐出ガス温度ＤＴが外気温度ＡＴ＋設定値Ｃ以上であることの条件（第３の条件）から、圧縮機１８が直前まで運転していた場合に、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、圧縮機１８の起動を遅延させる。
【００６５】
そのため、瞬時停電等の短時間における電源の入切によって、電源が投入された場合に、従来の如く、圧縮機起動エラーが発生したとして、一律に設定された待機時間（従来では３分乃至５分の設定時間）を経ることなく、且つ、格別に圧力検出手段等を設けることなく、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な最小限の時間を遅延させて、安全に圧縮機１８を起動させることができる。
【００６６】
従って、かかる場合に、電源投入後、圧縮機起動エラーによる待機時間の経過によって当該冷却装置による被冷却空間内の品温上昇を効果的に抑制することが可能となり、適切な冷却運転を実現することが可能となる。
【００６７】
尚、上記において、各設定値Ａ、設定値Ｂ、設定値Ｃ、更には、圧縮機起動エラー回避遅延時間は、コントロールパネル３５のＬＣＤパネル３６によって、任意に変更可能とされる。そのため、機器や使用状況に応じて各設定値を適宜選択することができ、利便性の向上を図ることができる。また、的確な圧縮機１８の遅延を行うことが可能となる。
【００６８】
他方、上記ステップＳ３において、制御装置９が上記各第１乃至第３の条件が全て満たしていないと判断した場合には、制御装置９は、ステップＳ５に進み、圧縮機起動エラー回避遅延時間の経過を待つことなく圧縮機１８を起動させる。
【００６９】
一方、上述した如き圧縮機１８のサーモサイクルを実行している際において、圧縮機１８を停止した状態から、庫内温度が所定の上限温度に達し、サーモオン信号が発せられた場合（ステップＳ６）では、制御装置９は、ステップＳ７に進み、前回圧縮機１８が運転を停止してから所定の圧縮機遅延時間が経過したか否かを判断する。当該圧縮機遅延時間は、確実に高圧側と低圧側との圧力平衡に要する時間を確保すべく、一律に３乃至５分間に設定される。
【００７０】
そして、当該圧縮機遅延時間が経過した後、制御装置９は、上述した如きステップＳ３に進み、第１乃至第３の条件に基づき、圧縮機起動エラー回避遅延条件を満たしているかを判断する。即ち、第１の条件と第２の条件とからサーモオン時直前まで冷却装置１０が運転されており、これによって、冷媒回路の高圧側と低圧側との圧力差が依然として大きい状況であるか否かを判定する。そして、第３の条件により、圧縮機１８の吐出ガス温度（吐出側配管の温度）ＤＴからサーモオン時直前まで圧縮機１８が運転していたか否かを判断する。
【００７１】
そして、制御装置９は、ステップＳ３において、上記各第１乃至第３の条件が全て満たされている場合、ステップＳ４に進み、冷凍サイクルの高圧側と低圧側との圧力差が平衡するために必要な時間（圧縮機起動エラー回避遅延時間）、例えば、５０秒が経過したか否かを判断する。当該圧縮機起動エラー回避遅延時間の経過後、制御装置９は、ステップＳ５に進み、圧縮機１８を起動させる。
【００７２】
このように、本発明では、サーモオン時直前に冷却装置１０が運転されていたか否かを第１乃至第３の条件全てを判定し、これを満たす場合、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、圧縮機１８の起動を遅延させることにより、安全且つ迅速に圧縮機１８を起動させることができる。
【００７３】
特に、本実施例では、電源が投入されたときに、蒸発器１１の冷媒入口温度ＥＴＩが設定値Ａ以下であること（第１の条件）、蒸発器１１の冷媒入口温度ＥＴＩと冷媒出口温度ＥＴＯとの差ＥＴＩ−ＥＴＯが設定値Ｂ以下であること（第２の条件）の条件から、冷却装置１０が停止直後であった場合に、且つ、吐出ガス温度ＤＴが外気温度ＡＴ＋設定値Ｃ以上であることの条件（第３の条件）から、圧縮機１８が直前まで運転していた場合に、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な時間、圧縮機１８の起動を遅延させる。
【００７４】
そのため、第１乃至第３の条件に基づき冷媒回路の高低圧差が依然として大きい状況であるか否かを格別に圧力検出手段等を設けることなく適切に判定し、全てを満たす場合には、冷凍サイクルの高低圧差が平衡するために必要な最小限の時間を遅延させて、安全に圧縮機１８を起動させることができる。
【００７５】
従って、サーモオン時において圧縮機１８を起動する際に、圧縮機起動エラーが生じてしまうことで、圧縮機起動エラーの待機時間の経過を待つという不都合を回避することができる。これにより、当該冷却装置による被冷却空間内の品温上昇を効果的に抑制することが可能となり、適切な冷却運転を実現することが可能となる。
【００７６】
尚、上記において、各設定値Ａ、設定値Ｂ、設定値Ｃ、更には、圧縮機起動エラー回避遅延時間は、コントロールパネル３５のＬＣＤパネル３６によって、任意に変更可能とされる。そのため、機器や使用状況に応じて各設定値を適宜選択することができ、利便性の向上を図ることができる。また、的確な圧縮機１８の遅延を行うことが可能となる。
【００７７】
他方、上記ステップＳ３において、制御装置９が上記各第１乃至第３の条件が全て満たしていないと判断した場合には、制御装置９は、ステップＳ５に進み、圧縮機起動エラー回避遅延時間の経過を待つことなく圧縮機１８を起動させる。
【００７８】
本実施例のように、冷凍サイクルには、冷媒として二酸化炭素が封入されている場合、蒸発温度と冷媒及び機器の特性上、凝縮圧力を高く設定する必要がある。また、冷却装置１０のサーモサイクル運転時におけるサーモオフ時に貯蔵室５内の温度を極力上昇させないために、圧縮機１８の吸込側に逆止弁４５が設けられている。そのため、他の冷媒を用いた場合と比べて、圧縮機１８の停止後に、冷凍サイクルの高圧側と低圧側との圧力が平衡となるのにより長い時間を要するため、圧縮機起動エラーが生じやすくなるが、このような場合において上記各発明を適用することで、より有利となる。
【符号の説明】
【００７９】
Ｒ    業務用冷凍庫（低温貯蔵庫）
１    断熱箱体
５    貯蔵室（被冷却空間）
７    冷媒回路
８    膨張弁（主減圧装置）
９    制御装置
１０    冷却装置
１１    蒸発器
１８    圧縮機
１９    放熱器
２３    冷媒導入管
２４    冷媒吐出管
２９    蒸発器入口温度センサ
３０    蒸発器出口温度センサ
３２    タイマ（時限手段）
３５    コントロールパネル
３６    ＬＣＤパネル（設定手段）
４５    逆止弁
４８    外気温度センサ
４９    吐出ガス温度センサ
【図１】
2011208893.tif 000003
【図２】
2011208893.tif 000004
【図３】
2011208893.tif 000005
【図４】
2011208893.tif 000006