(57)【要約】【課題】蒸発器の接続部などの低圧側で配管が損傷した場合でも、空気が流入して圧縮機の負荷が増大する前に、冷媒の漏洩を検知して漏洩を防止する対応をすることで突然不冷となるような故障を極力回避するとともに、地球温暖化係数の小さい可燃性冷媒を用いながら高い安全性が確保できる冷凍冷蔵ユニットやこれを用いた冷蔵庫を提供する。【解決手段】冷却時に負圧となる冷媒を用いるとともに、凝縮器２０の凝縮開始位置に配置した凝縮温度センサー３１と蒸発温度センサー３２を備え、前記凝縮温度が前記蒸発温度における所定温度以上の場合には、冷媒漏洩と判断して、圧縮機１９の回転数を抑制して、冷媒の漏洩および空気の流入を防止する状態で維持する制御を行う。【選択図】図１
2005201532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却運転時の蒸発圧力が負圧となる冷媒と、回転数可変型の圧縮機と、凝縮器、絞り装置、蒸発器、庫外ファン、庫内ファンとを備え、前記蒸発器近傍の冷媒漏洩を検知する冷媒漏洩検知手段および前記回転数可変型の圧縮機の回転数を抑制する冷媒漏洩防止制御手段を備えたことを特徴とする冷凍冷蔵ユニットおよび前記冷凍冷蔵ユニットを用いた冷蔵庫。
【請求項２】
凝縮温度を検出する凝縮温度検出手段と、蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段とを備え、前記凝縮温度検出手段で検出した凝縮温度が前記蒸発温度検出手段で検出した蒸発温度により予め設定しておいた温度より高い場合、冷媒漏洩と判断して回転数可変型の圧縮機の回転数を抑制する冷媒漏洩防止制御を備えたことを特徴とする請求項１に記載の冷凍冷蔵ユニットおよび前記冷凍冷蔵ユニットを用いた冷蔵庫。
【請求項３】
凝縮温度を検出する凝縮温度検出手段と、蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段と、庫内温度を設定する庫内温度設定手段とを備え、前記凝縮温度検出手段で検出した凝縮温度が前記蒸発温度検出手段で検出した蒸発温度により予め設定しておいた温度より高い場合、冷媒漏洩と判断して前記庫内温度設定手段で庫内の設定温度を予め設定しておいた温度に上げることを特徴とする請求項１に記載の冷凍冷蔵ユニットおよび前記冷凍冷蔵ユニットを用いた冷蔵庫。
【請求項４】
凝縮温度検出手段を凝縮器の凝縮開始位置に設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の冷凍冷蔵ユニットおよび前記冷凍冷蔵ユニットを用いた冷蔵庫。
【請求項５】
圧縮機を規定の回転数で連続運転する冷媒漏洩防止制御を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の冷凍冷蔵ユニットおよび前記冷凍冷蔵ユニットを用いた冷蔵庫。
【請求項６】
通常制御よりも除霜運転周期を延長する冷媒漏洩防止制御を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の冷凍冷蔵ユニットおよび前記冷凍冷蔵ユニットを用いた冷蔵庫。
【請求項７】
冷媒漏洩防止制御の運転時間が規定時間以上続いた場合、使用者に警告する制御手段および警告する手段を設けたことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の冷凍冷蔵ユニットおよび前記冷凍冷蔵ユニットを用いた冷蔵庫。
【請求項８】
冷媒漏洩防止制御中に凝縮温度が通常状態に戻った場合、冷媒漏洩防止制御から通常制御に自動復帰することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の冷凍冷蔵ユニットおよび前記冷凍冷蔵ユニットを用いた冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、架台上部に冷却システムの圧縮機や凝縮器を設置し、架台下部に蒸発器を設置する冷凍冷蔵ユニットと、本体上部に前記冷凍冷蔵ユニットを設けた業務用の大型冷凍冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、５００Ｌを越える業務用の大型冷凍冷蔵庫では、３００Ｗ以上の高能力の圧縮機を用いた冷凍冷蔵ユニットが用いられている。また、特に冷凍室を冷却するシステムでは、蒸発温度が低くても高い冷凍能力が出せるＲ２２やＲ４０４Ａ等の低沸点冷媒を用いている。
【０００３】
しかしながら、近年、地球温暖化防止の観点から温暖化係数の高いＲ２２やＲ４０４Ａ等のフロン系冷媒からＲ２９０やＲ６００ａ等の自然冷媒への転換が望まれるとともに、二酸化炭素の排出量削減のために消費電力量の大きい業務用の大型冷凍冷蔵庫についても、早急に省エネルギー化を図ることが望まれている。
【０００４】
ここで、業務用の大型冷凍冷蔵庫は、冷媒封入量が多く、かつ周辺の厨房環境に着火源となる火気が多いことから、可燃性の自然冷媒の適用について慎重に検討が進められている。また、家庭用冷蔵庫においては、冷媒配管が損傷して可燃性の自然冷媒が漏洩した場合に、漏洩を検知する手法が検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
以下、図面を参照しながら上記従来の冷蔵庫を説明する。
【０００６】
図４は特許文献１に記載された従来の冷蔵庫の断面図である。
【０００７】
図４に示すように、冷凍室１と、扉２と、キャビネット３とから構成されている。キャビネット３の上部には、冷凍冷蔵ユニット４を固定するユニットベース５と、冷凍室１を冷却する冷却室６が設置される。
【０００８】
冷凍冷蔵ユニット４は、レシプロ型の圧縮機構を有する圧縮機７、凝縮器８、減圧手段であるキャピラリ９、蒸発器１０、圧縮機７の吸入管１１、凝縮用ファン１２、蒸発用ファン１３からなる。また、キャビネット３の背面には冷却室６内の除霜水を排出するドレイン１４が埋設されている。
【０００９】
また、蒸発器１０の下部に取り付けられたラジアントヒータ１５と、蒸発器１０の冷媒配管（図示せず）に取り付けられた蒸発温度センサ１６と、蒸発器１０の上部に取り付けられた出口温度センサ１７と、冷凍室１の上部に取り付けられた室内温度センサ１８とが設置されている。
【００１０】
次に冷凍冷蔵ユニット４の動作を説明する。冷媒は低沸点冷媒であるＲ６００ａを用いる。冷媒Ｒ６００ａは圧縮機７で圧縮され、凝縮器８で凝縮された後、キャピラリ９で減圧されて、蒸発器１０へ送られる。そして、蒸発器１０で蒸発された後、吸入管１１を通って圧縮機７へ還流する。このとき、キャピラリ９と吸入管１１は熱交換されて、圧縮機７へ還流する冷媒の冷廃熱が回収される。
【００１１】
このとき、周囲温度３０℃、冷凍室１の室内温度センサ１８の指示値（以下室内温度という）−２０℃の通常運転中における、冷媒Ｒ６００ａの凝縮温度は約４０℃（約５．３気圧）、蒸発温度は約−３０℃（約０．５気圧）である。
【００１２】
そして、起動あるいは除霜後の経過時間を積算して、積算時間が約１０時間を越える毎に、圧縮機７を停止するとともにラジアントヒータ１５に通電され蒸発器１０が除霜される。このとき、出口温度センサ１７が約５℃を検知すると、除霜完了と判断されラジアントヒータ１５の通電が停止する。
【００１３】
さらに、蒸発温度センサ１６と出口温度センサ１７の指示値の差が５℃より大きくなった場合、例えば、室内温度―２０℃、蒸発温度センサ１６の指示値−３０℃において、出口温度センサ１７の指示値が−２５℃より高くなった時、冷媒の漏洩と判断され、圧縮機７を停止するとともに、冷媒の漏洩が発生したことを報知する。
【００１４】
冷媒が外部に漏洩した場合、冷却能力が低下して鈍冷傾向になるとともに、蒸発器１０の出口では完全に気化して、過熱蒸気となり蒸発器１０に流入する室内空気の温度近くまで温度上昇する。すなわち、蒸発温度センサ１６と出口温度センサ１７の指示値の差が所定値の５℃より大きくなったことを基準に冷媒の漏洩を検知すると、鈍冷傾向が発生する比較的初期の段階で冷媒の漏洩が発生したことを報知することができる。
【００１５】
この結果、使用者が冷媒の漏洩を確認して、火気の使用を停止したり、サービスコールをかけることで早期に対応することができ、安全性が向上できる。
【特許文献１】特開平９−１４８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記従来の冷蔵庫は、冷却能力が低下して蒸発器１０の出口で冷媒が過熱蒸気となることを前提として冷媒の漏洩を検知するものであるが、業務用の大型冷蔵庫では使用時の扉開閉の頻度が高いため、使用時に冷媒漏洩が発生すると着霜により蒸発器１０の蒸発能力が低下して、蒸発器１０の出口で冷媒が過熱蒸気になりにくいという問題が発生する。
【００１７】
また、上記従来の冷蔵庫は、高沸点冷媒であるＲ６００ａを使用しているため、低圧圧力が大気圧よりも低く、蒸発器１０の接続部で配管の損傷が生じると冷媒が漏洩する前に空気が流入して、高圧圧力が上昇して冷却能力が低下するとともに、最悪の場合、空気圧縮により過負荷が生じて圧縮機７が停止して再起動せず、不冷となる可能性がある。
【００１８】
すなわち、高沸点冷媒であるＲ６００ａを使用した場合、蒸発器１０の接続部などの低圧側で配管が損傷すると、空気圧縮により圧縮機７が停止したまま再起動できずに配管の損傷部から冷媒が漏洩し続ける可能性があり、蒸発温度センサ１６と出口温度センサ１７の指示値の差を基準にするだけでは、冷媒の漏洩を検知することができないという問題が発生する。そこで、高沸点冷媒であるＲ６００ａを使用した場合、圧縮機７の過負荷が継続した時や、過負荷で起動停止を繰り返した時にも冷媒が漏洩したと判断する施策が提案されている。
【００１９】
一方、業務用の大型冷蔵庫では、家庭用冷蔵庫に比べて負荷が大きくより高い冷却能力が求められるとともに、故障発生時にも最低限の冷却運転の継続が求められる。すなわち、空気圧縮により過負荷が生じて圧縮機７が停止して再起動せずに突然不冷となるような故障は極力避けなければならない。
【００２０】
ここで、業務用冷蔵庫の周囲温度３０℃の一般的な運転状態である凝縮温度４０℃、蒸発温度―３０℃、過冷却０℃、吸入ガス温度３２℃における圧縮比、高圧圧力、低圧圧力、および理論効率と体積能力の相対値を高沸点冷媒であるＲ６００ａと他の冷媒と比較した結果を（表１）に示す。
【００２１】
【表１】
2005201532.tif 000003
【００２２】
（表１）に示したように、高沸点冷媒Ｒ１３４ａ、Ｒ６００ａに比べて低沸点冷媒であるＲ２２、Ｒ２９０、Ｒ４０４Ａは、理論効率が低い反面、圧縮比が低く体積能力が高く、かつ蒸発圧力が大気圧より高いことがわかる。すなわち、低沸点冷媒であるＲ２２、Ｒ２９０、Ｒ４０４Ａは、蒸発器１０の接続部などの低圧側で配管が損傷した場合でも直ぐに空気が流入して空気圧縮が生じることはないが、運転中や蒸発器１０の除霜中に冷媒が大量に漏洩した後に蒸発温度が低下して空気が流入する可能性がある。
【００２３】
そこで、業務用の大型冷蔵庫では、低沸点冷媒であるＲ２２、Ｒ２９０、Ｒ４０４Ａを使用するとともに、早期に冷媒の漏洩を検知して報知することや冷媒の漏洩を抑制することで、故障発生時にも最低限の冷却運転を継続することが期待されている。
【００２４】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、蒸発器の接続部などの低圧側で配管が損傷した場合でも、空気圧縮により過負荷が生じて圧縮機が停止して再起動せずに突然不冷となるような故障を極力回避する冷凍冷蔵ユニットおよび冷蔵庫を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記従来の課題を解決するために、本発明の冷凍冷蔵ユニットおよび冷蔵庫は、冷却運転時の蒸発圧力が負圧となる冷媒と、回転数可変型の圧縮機と、凝縮器、絞り装置、蒸発器、庫外ファン、庫内ファンとを備え、前記蒸発器もしくは低圧側の配管から冷媒が漏洩した場合に前記冷媒漏洩を検知する手段および前記回転数可変型の圧縮機の回転数を抑制する冷媒漏洩防止制御手段を備えたものである。
【００２６】
これによって、冷却運転中に蒸発器の接続部などの低圧側で配管が損傷した場合でも、空気が流入して圧縮機の負荷が増大して圧縮機が停止する前に、圧縮機の回転数を制御して、冷媒が庫内側へ漏洩し難く、かつ空気が流入し難い状態となる蒸発温度が大気圧とバランスした状態で運転することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の冷凍冷蔵ユニットおよび冷蔵庫は、冷却中に蒸発器の接続部などの低圧側で配管が損傷した場合でも、空気が流入して圧縮機の負荷が増大する前に、冷媒の漏洩を検知して冷媒の漏洩および空気の流入が生じ難い状態を維持することができるので、空気圧縮により過負荷が生じて圧縮機が停止して再起動せずに突然不冷となるような故障を極力回避することができるとともに、地球温暖化係数の小さい可燃性冷媒を用いながら高い安全性が確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の請求項１に記載の発明は、冷却運転時の蒸発圧力が負圧となる冷媒と、回転数可変型の圧縮機と、凝縮器、絞り装置、蒸発器、庫外ファン、庫内ファンとを備え、前記蒸発器の接続部などの低圧側で配管が損傷した場合に冷媒漏洩を検知する手段および前記回転数可変型の圧縮機の回転数を抑制する冷媒漏洩防止制御手段を備えることで、冷却中に蒸発器の接続部などの低圧側で配管が損傷した場合でも、冷媒の漏洩および空気の流入が生じ難い状態で運転を維持することにより、配管内への空気流入による過負荷が生じて圧縮機が停止して再起動せず、冷媒が庫内側へ漏洩することを防止することができる。
【００２９】
請求項２に記載の発明は、請求項１の発明に、さらに、凝縮温度を検出する凝縮温度検出手段と、蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段とを備え、前記凝縮温度検出手段で検出した凝縮温度が前記蒸発温度検出手段で検出した蒸発温度により予め設定しておいた温度より高い場合、冷媒漏洩と判断して回転数可変型の圧縮機の回転数を抑制する冷媒漏洩防止制御を備えることにより、空気流入による圧縮機の過負荷状態を精度よく検知し、圧縮機の回転数抑制による対応することで、圧縮機の過負荷による急停止して再起動しない状態を回避することができる。
【００３０】
請求項３に記載の発明は、請求項１の発明に、さらに、凝縮温度を検出する凝縮温度検出手段と、蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段と、庫内温度を設定する庫内温度設定手段とを備え、前記凝縮温度検出手段で検出した凝縮温度が前記蒸発温度検出手段で検出した蒸発温度により予め設定しておいた温度より高い場合、冷媒漏洩と判断して前記庫内温度設定手段で庫内の設定温度を予め設定しておいた温度に上げることにより、冷媒の漏洩および空気の流入が生じ難い、蒸発圧力と大気圧力がバランスする状態を維持することができる。
【００３１】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明にさらに、凝縮温度検出手段を凝縮器の凝縮開始位置に設けたことにより、蒸発器の接続部などの低圧側で配管が損傷によって空気流入して、凝縮圧力が増加する状態を精度良く検知することができる。
【００３２】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明にさらに、圧縮機を規定の回転数で連続運転する冷媒漏洩防止制御を行うことにより、回転数変更時の過負荷による圧縮機の急停止および除霜運転中における庫内側への冷媒漏洩を防止することができる。
【００３３】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかの発明にさらに、通常制御よりも除霜運転周期を延長する冷媒漏洩防止制御を行うことにより、除霜運転中における庫内側への冷媒漏洩を極力抑え、また適宜に除霜運転を行うことで蒸発器の着霜による蒸発温度低下を抑制し、冷却運転中の空気流入を防止することができる。
【００３４】
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれかの発明にさらに、冷媒漏洩防止制御の運転時間が規定時間以上続いた場合、使用者に警告する制御手段および警告する手段を設けることにより、使用者が冷媒の漏洩を確認して、火気の使用を停止したり、サービスコールをかけることで早期に対応することができ、突然不冷となるような故障を極力回避することができるとともに、高い安全性が確保できる。
【００３５】
請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれかの発明にさらに、凝縮温度が通常状態になった場合、冷媒漏洩防止制御から通常制御に自動復帰することにより、凝縮器の目詰まりによる凝縮温度上昇等の冷媒漏洩ではない状態で誤検知してしまった場合にも、使用者に対して必要以上の懸念をいだかせないことができる。
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００３７】
（実施の形態１）
図1は、本実施の形態による冷蔵庫の冷凍サイクル図である。図２Ａは同実施の形態の冷蔵庫の庫内温度と時間との関係を示す図、図２Ｂは同実施の形態の冷蔵庫の圧縮機、凝縮器ファンおよび蒸発器ファンの回転数制御を示す図である。
【００３８】
図１に示すように、本発明の実施の形態の冷蔵庫の冷凍サイクルは、冷媒に用いられているＲ６００aと（図示せず）、圧縮機１９、凝縮器２０、蒸発器２１、キャピラリーチューブ２２、凝縮器ファン２３、蒸発器ファン２４と、冷蔵庫のコントローラ２５と、その内部制御である圧縮機制御手段２６、凝縮器目詰まりおよび運転異常警報の発信手段２７、デフロスト制御手段２８、庫内ファン制御手段２９、庫外ファン制御手段３０、凝縮器の入口配管に取り付けられた凝縮温度検出手段である凝縮温度センサ３１、蒸発器の入口配管に取り付けられた蒸発温度検出手段である蒸発温度センサ３２、蒸発器ファン吸込み側に取り付けられた庫内温度検出手段である庫内温度センサ３３、庫外温度検出手段である外気温センサ３４、庫内温度を任意の温度に設定する庫内温度設定手段３５から構成される。
【００３９】
回転数可変型の圧縮機１９には、凝縮器２０、蒸発器２１、キャピラリーチューブ２２が冷媒管で閉ループ状に接続され、さらに凝縮器２０には回転数可変型の凝縮器ファン２３が付設され、蒸発器２１には同じく回転数可変型の蒸発器ファン２４が付設されている。蒸発器２１は冷蔵庫等の庫内に設置され、当該庫内を冷却する。これらはコントローラ２５により制御を行う。
【００４０】
以上のように構成された圧縮機１９、凝縮器ファン２３および蒸発器ファン２４の動作について、図２を用いて説明する。
【００４１】
図２Ａにおいて、縦軸は冷蔵庫等の庫内温度を示し、横軸は時間経過を示している。図２ＡのOFF温度（t１）およびON温度（t２）は庫内温度設定手段３５により設定された庫内設定温度により決定される。本冷凍装置では冷却運転開始後に庫内が冷却されてこの庫内温度がｔ１に到達すると、冷却運転停止状態に入り、この状態が継続し庫内温度が上昇してｔ２に到達すると、冷却運転が開始される。通常これが繰り返されて庫内温度が略一定幅の設定温度に維持される。
【００４２】
本発明の実施の形態の冷凍装置の運転状態は、プルダウン初期後からt１までの区間Ｔ１、t１からt２までの区間Ｔ２、t２からt１までの区間Ｔ３とした３つの運転状態に区分される。
【００４３】
図２Ｂは、圧縮機１９、凝縮器ファン２３および蒸発器ファン２４の回転数制御を示している。圧縮機１９は、庫内センサの温度がON温度以上で起動し、OFF温度以下で停止する。そのON温度からOFF温度までの区間Ｔ３における圧縮機１９の回転数は、庫内温度設定手段３５により設定された庫内設定温度と、外気温センサ３４で検出された外気温度と、庫内温度センサにより検出された庫内温度により、以下のように制御している。
庫内温度センサがt２に対して規定温度以上高い場合には、圧縮機１９の回転数を増速する。また逆に庫内温度センサがt２に対して規定温度以上低い場合には減速する。その場合に圧縮機１９の回転数の上限値と下限値は、外気温度センサの温度により決定される。例えば、高外気温では回転数の上限値は大きな値が設定されており、過負荷時の冷却能力を十分に発揮でき、逆に低外気温では回転数の下限値が小さく設定されており、環境に合った冷却運転をすることができる。
【００４４】
また凝縮器ファン２３および蒸発器ファン２４の回転数切替は、庫外ファン制御手段３４および庫内ファン制御手段３３により行う。その切り替えるタイミングは、基本的に圧縮機１９の回転数の上下に連動しており、例えば圧縮機１９が増速した場合には、凝縮器ファン２３および蒸発器ファン２４の回転数はワンランク上へと切り替わり、圧縮機１９が減速した場合には、凝縮器ファン２３および蒸発器ファン２４の回転数はワンランク下へと切り替わる。ただし圧縮機１９が低速回転範囲内（例えば、圧縮機回転数：３５rps以下）では、圧縮機１９が増速しても、凝縮器ファン２３および蒸発器ファン２４の回転数はワンランク上に切り替えない。それは低速回転範囲内では冷凍能力をそれほど必要としないので、ファン回転数を上げずにファン入力を削減するためである。
【００４５】
また庫内の着霜を低減するために、圧縮機１９の停止中であっても、蒸発器ファン２４は低速回転で運転する。
【００４６】
図３に本発明の実施の形態の圧縮機１９の使用基準を示す。図３の横軸には冷凍サイクルにおける蒸発温度、縦軸には冷凍サイクルにおける凝縮温度を示している。斜線が入っていない範囲が圧縮機１９の使用範囲となる。蒸発温度は-４０℃以上、-５℃以下であり、凝縮温度は０℃以上、６０℃以下である。さらに凝縮温度には、所定の蒸発温度における使用上限があり、それは凝縮圧力を蒸発圧力で割った圧縮比で制限されている。本発明の実施の形態の圧縮機１９においては圧縮比１２.５以下である。
【００４７】
以上のように構成された冷蔵庫において、冷却運転中に蒸発器の接続部などの低圧側で配管が損傷した際に、冷媒漏洩防止制御を行わなかった場合の冷却システムの挙動について、以下に説明する。
【００４８】
冷却運転中に蒸発器等の低圧側配管で損傷等が生じた場合には、冷凍サイクルに高沸点冷媒を用いているため、低圧側は負圧となり配管損傷部から空気を吸い込む。吸い込まれた空気は、圧縮機１９にて空気圧縮を起こして凝縮器側へ流入する。凝縮器内部において冷媒は、凝縮して相変化を起こすが、空気は相変化を起こさないため、通常よりも凝縮圧力は大きくなる。さらに空気が低圧側から圧縮機を通して凝縮機内に送り込まれた場合には、本実施の形態では減圧装置にキャピラリチューブ３２を用いているため、空気が蒸発器側へと循環せずに滞留して、凝縮器２０内の圧力が異常に上昇する。
【００４９】
その結果、冷凍サイクルの高低圧が大きくなりすぎるため、圧縮機１９が過負荷状態となり急停止する。急停止後の起動においては、バランス圧力が高いため起動トルクが不足して圧縮機は起動しない。その圧縮機が起動しない状態では、蒸発器側が負圧とならないため、冷媒は庫内側へ徐々に漏洩していく。冷媒が徐々に漏洩した結果、バランス圧力が低下して圧縮機が起動可能となり、再起動する。しかし起動後、負圧となる低圧側から空気を吸い込み、前回同様に凝縮圧力が上昇し、過負荷状態となって急停止する。
【００５０】
以上のように、冷媒漏洩防止制御を行わない場合に、低圧側で配管が損傷を生じると、圧縮機の起動と急停止のサイクルを繰り返しながら、徐々に冷媒が漏洩していき、庫内側に冷媒が滞留する。
【００５１】
図４に本発明の実施の形態の冷媒漏洩防止制御のフロー図を示し、以下に前記制御について説明する。
【００５２】
電源投入時からスタートして、凝縮温度センサ３１および蒸発温度センサ３２の温度を読み込み、凝縮温度が所定温度以上の場合にはフィルタ目詰まり制御へと移行する。ここで前記所定凝縮温度とは、図３に示す圧縮機使用基準範囲内の温度を指す。
【００５３】
フィルタ目詰まり制御では、まず凝縮器フィルタ目詰まり警報により使用者に凝縮器フィルタの清掃を促す。さらに圧縮機１９の回転数を現在よりもワンランクだけシフトダウンを行う。次に凝縮器目詰まり警報の警告時間を読み込み、規定時間以内の場合には上記フローに戻って再度凝縮温度および蒸発温度の読み込みを行う。凝縮器フィルタの目詰まり状態が解消されて凝縮温度が所定温度以下になった場合には、凝縮器フィルタ目詰まり警報を解除して、通常運転制御へと移行する。
【００５４】
また目詰まり警報の警告時間が規定時間以上経過した場合には、冷媒漏洩防止制御へと移行する。冷媒漏洩防止制御では、まず運転異常警報を警告し、圧縮機の回転数を規定回転数で連続運転を行い、さらに除霜運転の周期を延長する。またその後も凝縮温度の読み込みを続けて、凝縮温度が所定温度以下になった場合には、運転異常警報を解除して上記フローへもどる。
【００５５】
凝縮器２０の吸込み部分に配置されているフィルタが目詰まり状態になった場合には、凝縮器の熱交換能力が低下して、冷却システム内に空気が流入した場合と同じく、凝縮器２０の温度が異常に上昇する。そのため冷媒漏洩防止制御では、まず凝縮温度が所定温度以上になった場合に凝縮器フィルタ目詰まり警報により、使用者のフィルタ掃除を促しつつ、圧縮機を保護するために圧縮機の回転数を抑制している。
【００５６】
通常のフィルタ目詰まり状態であれば、フィルタ清掃に伴って凝縮温度が所定温度以下に復帰するが、蒸発器２１の接続部などの低圧側で配管が損傷した場合には、凝縮温度は所定温度以下に戻らない。そのため凝縮器フィルタ目詰まり警報の警告時間が規定時間以上続いた場合には、冷媒漏洩と判断することができるので、冷媒漏洩防止制御へと移行している。
【００５７】
冷媒漏洩防止制御では、なるべく冷媒が漏洩せず、空気の流入も最小限に抑えることができる状態を維持するよう、冷媒圧力と大気圧力がバランスする蒸発圧力に調整している。さらに除霜運転時には多量に冷媒が漏洩してしまうため、除霜運転周期を延長している。ここで除霜運転を停止しない理由は、蒸発器の着霜による蒸発温度低下が想定され、その場合には空気を大量に吸い込む可能性があるため、適度に除霜運転をする必要があるためである。
【００５８】
また一方、冷媒漏洩していない状態でも、使用者にフィルタ清掃を長時間してもらえない場合には、冷媒漏洩防止制御になる可能性があるが、その場合には凝縮器フィルタを掃除した時点から通常制御に自動復帰することができる。また冷媒漏洩防止制御に入っても、冷媒漏洩警告表示ではなく、運転異常警告表示とすることにより、上記誤検知時にも使用者に対して必要以上の懸念をいだかせないことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように、本発明にかかる冷凍冷蔵ユニットおよび冷蔵庫は、圧縮機の故障を極力回避することができるとともに、地球温暖化係数の小さい可燃性冷媒を用いながら高い安全性が確保でき、可燃性冷媒を用いた冷却機器に幅広くその技術を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態1による冷蔵庫の冷凍サイクル図
【図２】本発明の同実施の形態による圧縮機等の回転数制御図
【図３】本発明の同実施の形態による圧縮機の使用基準範囲を示す図
【図４】本発明の同実施の形態による冷媒漏洩防止制御のフロー図
【図５】従来の冷蔵庫の断面図
【符号の説明】
【００６１】
１    冷凍室
５    ユニットベース
１９    能力可変型圧縮機
２０    凝縮器
２１    蒸発器
２３    凝縮器ファン
２４    蒸発器ファン
２５    コントローラ
２６    圧縮機制御手段
２７    警報発信手段
３１    凝縮温度センサ
３２    蒸発温度センサ
３３    庫内温度センサ
３４    外気温センサ
【図１】
2005201532.tif 000004
【図２】
2005201532.tif 000005
【図３】
2005201532.tif 000006
【図４】
2005201532.tif 000007
【図５】
2005201532.tif 000008