(57)【要約】【課題】熱交換器フィン表面に生成される霜の密度を大きくし、霜の成長を抑制して冷却運転時間を延長する。【解決手段】蒸発器５の蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段１０、蒸発器５の着霜量を検知する着霜検知手段２１、圧縮機２の回転数を調整する圧縮機回転数調整手段９を備え、着霜検知手段２１の検知結果に応じて冷却能力不足を生じない蒸発温度を決定し、蒸発温度検出手段１０の検出値が冷却能力不足を生じない蒸発温度になるように、圧縮機回転数調整手段９で圧縮機２の回転数を調整する。【選択図】図１
2012052758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、膨張手段、蒸発器を備えた冷媒回路を有する冷凍装置において、
前記蒸発器の蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段、前記蒸発器の着霜量を検知する着霜検知手段、前記圧縮機の回転数を調整する圧縮機回転数調整手段を備え、
前記着霜検知手段の検知結果に応じて冷却能力不足を生じない蒸発温度を決定し、前記蒸発温度検出手段の検出値が冷却能力不足を生じない前記蒸発温度になるように、前記圧縮機回転数調整手段で前記圧縮機の回転数を調整することを特徴とした冷凍装置。
【請求項２】
空調を行う庫内の温度を検出する庫内温度検出手段を備え、庫内温度が設定温度に到達してから、冷却能力不足を生じない前記蒸発温度を決定することを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
能力不足を生じない前記蒸発温度の決定は、運転初期における前記蒸発器を通過する風量、蒸発温度及び庫内温度、前記能力不足を生じない蒸発温度の決定時における前記蒸発器を通過する風量、庫内温度及び前記着霜検知手段の検知結果に基づいて決定することを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記庫内の湿度を検出する庫内湿度検出手段を備え、前記庫内湿度検出手段の検出値が予め決められた値よりも大きい場合、前記庫内温度検出手段と前記庫内湿度検出手段から検出される庫内温度Ta及び庫内露点温度Tdp、前記蒸発温度検出手段から検出される蒸発温度ETを用いて表される（Tdp-ET）/(Ta-ET)が、予め決められた値よりも小さくなるような蒸発温度ETを決定し、決定した蒸発温度ETとなるように前記圧縮機回転数調整手段で前記圧縮機の回転数を調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記着霜検知手段の検知結果が予め定めた所定の値に到るまでは、前記圧縮機がサーモ・オフしない蒸発温度を維持するように前記圧縮機の回転数を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記着霜検知手段の検知結果と予め定めた値との比較に基づいて、除霜運転の除霜開始判定を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項７】
前記蒸発器の風上側と風下側を比べて、着霜量が多くなる側に前記着霜検知手段を配置したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項８】
前記蒸発器の風上側と風下側を比べて、着霜量が多くなる側に冷媒の入口を配置したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項９】
前記着霜検知手段を移動可能とし、前記蒸発器全面の着霜状況を検知可能にしたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項１０】
前記蒸発器の出口温度を検出する蒸発器出口温度検出手段を備え、前記蒸発温度検出手段と前記蒸発器出口温度検出手段とから決定される冷媒過熱度を前記膨張手段で制御可能とし、負荷が高く能力を優先する運転の場合は目標冷媒過熱度を小さくし、負荷が小さく効率を優先する運転の場合は目標冷媒過熱度を大きくすることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項１１】
前記圧縮機がサーモ・オフ後にサーモ・オンする場合、前記圧縮機の回転数上昇速度を通常の起動時よりも遅くすることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵冷凍倉庫に設置される冷凍装置等の蒸発器において、冷媒温度を制御することにより、蒸発器フィン表面に生成される霜の密度を高密度化し、結果、霜の高さ方向の成長を抑制し、冷却運転時間を延長可能とするものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、膨張手段、蒸発器とで構成され、その冷凍サイクル回路内に冷媒が充填されている。圧縮機で圧縮された冷媒は、高温高圧のガス冷媒となり、凝縮器に送り込まれる。凝縮器に流れ込んだ冷媒は、空気に熱を放出することにより液化する。液化した冷媒は、膨張手段で減圧されて気液二相状態となり、蒸発器にて周囲空気から熱を吸収することでガス化し、圧縮機へ戻る。
【０００３】
冷蔵冷凍倉庫においては、倉庫内を10℃より低い温度帯に制御しなければならない。そのときの冷媒の蒸発温度は0℃より低くなるため、蒸発器フィン表面に霜が発生する。霜が発生すると、風量低下及び熱抵抗の増大により、冷却能力が低下するため、定期的に霜を取り除く除霜運転が必要となってくる。
【０００４】
除霜運転は、冷却運転を停止し、蒸発器及びドレンパンに設置したヒータで加熱することで行われるため、庫内温度上昇や、消費電力増大といった問題が発生していた。
【０００５】
そこで、蒸発器の吸込空気温度と湿度を計測し、計測した外気温度と湿度から定まる各空気状態に対応する着霜しない蒸発温度の下限値をあらかじめ設定して、実際の蒸発温度をあらかじめ設定した着霜しない蒸発温度以上に制御して着霜を抑制するものがある。（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、運転開始時などの庫内温度が設定温度よりも高い状態から庫内温度まで冷やし込むプルダウン運転時に、蒸発温度を高くして着霜領域拡大を抑制し、プルダウン運転時における着霜領域の拡大に起因する冷却能力の低下を抑えるものがある。（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公昭６１−２７６６５号公報
【特許文献２】特開２００７−２９８２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、吸込空気温度と湿度から決定される着霜しない蒸発温度以上で運転するものに関しては、冷却能力不足が発生し、庫内温度が設定温度に到達せず入庫品の品質が低下する問題がある。庫内温度を設定温度に保つためには、ある程度蒸発温度を下げなければならず、したがって蒸発器の着霜を避けることは出来ない。
【０００９】
また、プルダウン時にのみ着目して、プルダウン時に庫内温度が設定温度域に到達するまで、蒸発温度が所定値以上となるように制御して着霜領域の拡大を抑制するものに関しては、プルダウン後の着霜領域拡大が問題となってくる。実際プルダウン時よりも、プルダウン後の運転時間のほうが長いため、プルダウン後の着霜領域拡大を抑制することも重要である。
【００１０】
本発明は、上記の課題を考慮してなされたもので、蒸発器の着霜状態を検知し、その検知した着霜状態に基づいて、プルダウンから除霜運転に至るまで、冷却不足にならない範囲で蒸発温度を上げた運転を行うことにより、蒸発器のフィン表面に生成される霜の密度を高くし、それにより霜の成長を抑制して、冷却運転時間を延長できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、膨張手段、蒸発器を備えた冷媒回路を有する冷凍装置において、蒸発器の蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段、蒸発器の着霜量を検知する着霜検知手段、圧縮機の回転数を調整する圧縮機回転数調整手段を備え、着霜検知手段の検知結果に応じて冷却能力不足を生じない蒸発温度を決定し、蒸発温度検出手段の検出値が決定された冷却能力不足を生じない蒸発温度になるように、圧縮機回転数調整手段で圧縮機の回転数を調整する。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の冷凍装置は、着霜検知手段の検知結果に応じて冷却能力不足を生じない蒸発温度を決定し、蒸発温度検出手段の検出値がその冷却能力不足を生じない蒸発温度になるように、圧縮機回転数調整手段で圧縮機の回転数を調整する。これにより、冷凍装置は冷却不足に陥ることなく、蒸発器の表面に生成される霜を高密度化して霜の成長を抑制することができる。したがって、冷却運転において、蒸発器を構成しているフィン間の霜による閉塞が遅延され、冷却運転時間が延長される。その結果、除霜回数が減少し、庫内温度上昇や消費電力増大が抑制されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態1の冷凍装置の概略図である。
【図２】この発明の実施の形態1の着霜検知手段の概略図である。
【図３】この発明の実施の形態1の冷却能力の時間変化を示した図である。
【図４】この発明の実施の形態1の蒸発器と着霜検知手段の位置関係を示した模式図である。
【図５】この発明の実施の形態1の着霜検知手段における無着霜時と着霜時の反射光の量を示した模式図である。
【図６】この発明の実施の形態1の着霜検知手段における霜層厚さと光量の関係、及び光量と着霜検知手段の出力の関係を示した図である。
【図７】この発明の実施の形態1を説明する空気線図である。
【図８】この発明の実施の形態1を説明する低蒸発温度と高蒸発温度で運転したときに生成される霜高さと運転時間との関係、及び除霜運転開始時を比較した図である。
【図９】この発明の実施の形態1の制御フロー図である。
【図１０】この発明の実施の形態1の蒸発器のフィンの閉塞率と風量比を示した図である。
【図１１】この発明の実施の形態2の冷凍装置の概略図である。
【図１２Ａ】この発明の実施の形態2の制御フロー図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａに続く制御フロー図である。
【図１３】この発明の実施の形態1,2の蒸発器における着霜検知手段の位置を示した図である。
【図１４】この発明の実施の形態1,2の蒸発器における着霜検知手段の位置、及び空気流れ、冷媒流れを示した図である。
【図１５】この発明の実施の形態1,2の蒸発器における着霜検知手段の位置を示した図である。
【図１６】この発明の実施の形態1,2の冷凍装置の別の構成を示す概略図である。
【図１７】この発明の実施の形態1,2の圧縮機動作と蒸発温度挙動を示した図である。
【図１８】この発明の実施の形態1,2の圧縮機動作を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図1はこの発明の実施の形態における冷凍装置の概略図である。冷凍装置1は圧縮機2、凝縮器3、膨張弁等の膨張手段4、蒸発器5などから成る冷凍サイクル回路（冷媒回路）、凝縮器用ファン6、及び蒸発器用ファン7を含んで構成され、蒸発器5、蒸発器用ファン7は冷凍庫12の内部に設置される。また、冷凍装置1は、圧縮機回転数検出手段8、圧縮機回転数調整手段9、蒸発温度検出手段10、庫内温度検出手段11、蒸発器5の着霜量を検出する着霜検知手段21を備えている。なお、上記の圧縮機回転数検出手段8、蒸発温度検出手段10、庫内温度検出手段11は、それらを測定するセンサ等からなる。また圧縮機回転数調整手段9は、電子回路やマイクロコンピュータで構成できる。
【００１５】
着霜検知手段21は、たとえば、図2のように赤外領域の波長をもった光を照射できる発光ダイオード（LED）からなる発光素子21aと、同じくフォトダイオード（PD）からなる受光素子21bと、それらに接続された制御装置22から構成されている。制御装置22による制御により、発光素子21aから発光された光が、蒸発器５を構成しているフィン5aで反射し、受光素子21bにかえってくる。このかえってくる光の量に応じて、電流等を出力することで、フィン5aへの着霜量を検知する。
なお着霜検知手段21には、庫外空気温度と蒸発温度とを利用するもの、フィン間若しくはフィンと電極との間の静電容量を利用するもの、フィンの放射温度を利用するものなど、他の着霜検知手段を採用しても良い。
【００１６】
次に動作について説明する。図1に示す冷凍装置1において、圧縮機2で圧縮された冷媒は高温高圧のガス冷媒となり、凝縮器3に送り込まれる。凝縮器3に流れ込んだ冷媒は、凝縮器用ファン6により導入される空気に熱を放出することにより液化する。液化した冷媒は膨張手段4に流れ込む。液状態の冷媒は膨張手段4で減圧されて気液二相流状態となり、蒸発器5に送り込まれ、蒸発器用ファン7で導入される空気から熱を吸収することでガス化し、圧縮機2へ戻される。
【００１７】
蒸発器5での冷媒の蒸発温度が0℃以下の場合、空気中に存在している水分が蒸発器5に付着し、霜となって堆積する。その堆積量は時間とともに増加する。その結果、蒸発器5を構成しているフィン5aに付着した霜による熱抵抗、通風抵抗増加により、図3に示すように、時間とともに蒸発器5の冷却能力が低下する。そのため、例えば図4(b)の蒸発器を側面から見た模式図に示すように、冷凍・冷蔵倉庫に用いられる冷却装置の蒸発器5にヒータ23を設け、ヒータ23の熱を利用して除霜運転により霜を融かすことができるようにしている。また、除霜時には、ドレン水の受け皿であるドレンパン24をドレンパンヒータ25で加熱し、ドレン水が再凍結しないようにしている。
【００１８】
通常、冷凍装置は蒸発温度を低めにして運転を行い、庫内温度が設定温度に到達したら圧縮機運転を停止（サーモ・オフ）し、設定温度からある値以上高くなったら圧縮機運転を再開（サーモ・オン）することで庫内温度を設定温度に保っている。この際、蒸発温度が必要以上に低いと、低密度な霜が成長し積層高さ方向に霜が成長しやすくなり、蒸発器5のフィン間の閉塞（単に、フィン閉塞ともいう）を早めてしまうことになる。
【００１９】
フィン閉塞が早くなるということは、蒸発器5の能力低下が早くなり、除霜運転間隔が短くなるということである。したがって、除霜運転による庫内温度上昇抑制、消費電力増大抑制のためには、霜の積層高さ方向の成長を遅延化してフィン閉塞を遅らせ、除霜運転間隔を長くする必要がある。
【００２０】
蒸発器5と着霜検知手段21の位置関係を図4(a)及び図5 の蒸発器を上側から見た模式図に示す。この場合において、図5のように蒸発器5のフィン5aに霜40が付着すると、発光素子21aから発せられた光が霜で反射される。その反射光量は図6の上段に示すように、霜層厚さに応じて受光素子21bに戻る光量が増加する。また、図6の下段に示すように、受光素子21bに戻る光量に応じて、着霜検知手段21の出力（例えば電流に変換した出力値）も変化するので、着霜検知手段21の出力からフィン5aに生成された霜の厚さが検知可能となる。
【００２１】
一方、蒸発器5のフィン5aに生成される霜は、条件によって密度が異なる。例えば、同一空気温湿度条件では、フィン5aの表面温度、すなわち蒸発器5における冷媒の蒸発温度が高いほど高密度な霜が生成され、逆に蒸発温度が低いほど低密度な霜が生成される。これを図7の空気線図で説明する。図7に示すように、蒸発温度ET、庫内温度（空気温度）Ta、空気露点温度Tdpとすると、（Tdp-ET）/（Ta-ET）が小さいほど、生成される霜の密度は高くなる。霜の密度は温度境界層厚さにも関係し、温度境界層厚さが厚いほど密度は低くなり、温度境界層厚さが薄いほど密度は高くなるが、ここでは温度境界層厚さは一定と考える。
【００２２】
つまり、同一空気温湿度条件であれば、低蒸発温度よりも高蒸発温度で運転を行うことで、高密度な霜を成長させ霜の積層高さ方向の成長を抑制させることが可能となる。図8は、時間の経過と蒸発器のフィンに生成される霜高さとの関係を、冷媒の２つの蒸発温度（低蒸発温度、高蒸発温度）との関係で示した図である。図8からは、高蒸発温度の方が低蒸発温度に比べて霜の高さ方向の成長が遅れ、除霜運転間隔を延長できることが可能となることがわかる。また、図8は着霜検知手段21で検知した霜高さにより除霜運転開始判定が可能なことも示している。
【００２３】
しかしながら、ただ、蒸発温度を上昇させるだけでは、冷却能力が不足して庫内温度が上昇してしまう可能性がある。また、着霜が進むにつれて、風量低下、及び熱抵抗が増大し、同一蒸発温度でも冷却能力は低下するため、蒸発温度を着霜状況に応じて決定するのは困難となる。
【００２４】
そこで本実施の形態１では、蒸発器5の着霜量を検知する着霜検知手段21を備え、着霜検知手段21により検知した霜層厚さを基に冷却能力不足にならない範囲で、蒸発温度を最も高くする制御を可能にしている。以下にその制御内容を説明する。
【００２５】
図9に本実施の形態１による冷凍装置の制御フローの一例を示す。冷却運転開始後、S-1では、ある任意の蒸発温度ETで運転する。蒸発温度ETは圧縮機回転数調整手段9で圧縮機2の回転数を変化させることで調整する。S-2では、庫内温度検出手段11で検出した庫内温度が設定温度に達したかどうかを判定する。S-2で庫内温度が設定温度に達したと判断すると、S-3で、サーモ・オフ(サーモOFF)しない蒸発温度ETを決定する。
【００２６】
サーモ・オフしない蒸発温度ETの決定は、例えば次のように行う。圧縮機2のサーモ・オフ後、それが再びサーモ・オン（サーモON）する際に、蒸発温度ETをサーモ・オフ前の蒸発温度ETから、あらかじめ決めた値だけ上昇させる。この動作を繰り返すことでサーモ・オフしない蒸発温度ET（特にその限界付近値）を決定することができる。予め決められた値とは、例えば1℃などである。
【００２７】
S-3でサーモ・オフしない蒸発温度ETを決定して、その蒸発温度ETを維持するように圧縮機周波数を調整しながら運転を継続すると、フィン5aへの着霜が進んでいき、風量低下と熱抵抗増加により冷却能力が低下する。冷却能力が低下すると、蒸発温度ETを下げて能力を上げる必要がある。
【００２８】
そこで、S-4では、着霜検知手段21で検知した蒸発器5のフィン5aの霜層厚さが予め決められた厚さt_f0以上かどうか判定し、t_f0以上である場合は、S-5でその霜層厚さに応じて能力低下を予測し、蒸発温度ETを決定する。
【００２９】
ここで、霜層厚さに応じた蒸発温度ETの決定方法について説明する。S-3における無着霜時（運転初期）の風量をVa_i、蒸発温度をET_i、庫内温度をTa_i、とし、S-5（現在）における風量をVa、決定する蒸発温度をET、庫内温度をTa、着霜検出手段21で検出された霜層厚さをt_fとする。
【００３０】
S-3における運転開始時の能力Q_iは、空気の密度をρaとすると、以下の式（１）の関係が成り立つと考えて良い。
【００３１】
Q_i  ＝  Va_i×（Ta_i-ET_i）×ρa      （１）
【００３２】
また、S-5における冷却必要能力はS-3における冷却必要能力Q_iとほぼ等しいと考えて良く、以下の式（２）の記関係が成り立つ。
【００３３】
Q_i  ＝  Va×（Ta-ET）×ρa            （２）
【００３４】
また、空気の密度ρaは一定と考えてよく、上記２つの式から以下の式（３）が成り立つ。
【００３５】
Va_i×（Ta_i-ET_i）＝Va×（Ta-ET）      （３）
【００３６】
以上より、S-5で決定される蒸発温度ETは以下の式（４）で求められる。
【００３７】
ET＝（Va_i/Va）×（ET_i-Ta_i）+ Ta      （４）
【００３８】
ここで、初期風量Va_iは機器固有の値で、ET_iはS-3で決定され、庫内温度Ta_i、Taは庫内温度検出手段11によって検出された値であるので、蒸発温度ETを決定する際に不明な値は、現在の風量Vaである。
【００３９】
現在の風量Vaについては、着霜検知手段21で検出された霜層厚さtfから、以下のようにして推算する。
【００４０】
まず、霜層厚さtfから次式（５）で表される閉塞率αを算出する。ここで、FPは蒸発器5のフィン5a間のピッチ、FTはフィン5aの板厚を示す。
【００４１】
α＝2×tf/（FP-FT）      （５）
【００４２】
無着霜時の風量に対する現在の風量の比（風量比）βと閉塞率αの関係は図１０に示すように、上に凸の曲線となる。この曲線は、β=−α^2＋１のように簡単な式で近似可能で、霜層厚さtfから閉塞率αを算出することで、現在の風量比βが算出できる。前述した近似式は、ここに示したものに限らず、機器によって最も良くあう近似式、例えば、β=−α^4＋１等他のものを用いても良い。
【００４３】
風量比βが算出できたら、初期風量Va_iに風量比βをかけることで、現在の風量Vaが導かれ、上記式（４）により、検出された霜層厚さに応じた蒸発温度ETが決定される。
【００４４】
S-6では、着霜検知手段21によりフィン5aに生成された霜が、除霜の必要な霜層厚さであるかどうかを判定し、除霜が必要と判定されれば、除霜運転に移行し、除霜運転が終了したら、S-1に戻る。一方、まだ除霜が必要でないと判定されたら、S-5へ戻って、蒸発温度を改めて決定しながら、冷却運転を継続する。
なお、S−6では、着霜状況を直接検知する着霜検知手段21で除霜運転の開始判定を行うので、着霜していないのに除霜してしまうといった無駄な除霜運転を排除できる。
【００４５】
上記実施の形態１の制御により、冷却運転開始から除霜運転開始まで冷却不足を起こさない範囲で蒸発温度を上昇させ、霜層密度を高くして霜の高さ方向の成長を抑制することが可能となる。これにより、除霜運転間隔が延長され（すなわち、冷却運転時間が延長され）、除霜運転による庫内温度上昇や消費電力増大を抑制することが可能となる。
【００４６】
実施の形態２．
次に示す実施の形態2は、図11に示すように、実施の形態1の構成に庫内湿度を検出する庫内湿度検出手段（センサ）13を付け加えたものである。従って、実施の形態1と同じところは省略して説明する。
【００４７】
図7でも説明したように、蒸発温度ET、庫内温度（空気温度）Ta、空気露点温度Tdpとすると、（Tdp-ET）/（Ta-ET）が小さいほど、霜密度は高くなる。また、同じ蒸発温度ETでは、空気の状態が相対湿度100%の線に近いほど、（Tdp-ET）/（Ta-ET）が大きくなる傾向となり、霜密度が低くなる。
【００４８】
このような傾向は、運転開始時、除霜運転終了後、倉庫内へ保管物を搬入したとき等に発生する。本実施の形態では、庫内湿度検出手段13で検出された庫内湿度が高くなり、（Tdp-ET）/（Ta-ET）が大きくなるような場合には、まず、蒸発温度ETを上げて、除湿優先の運転を実施した後、蒸発温度ETを下げて冷却優先の運転を実施する。このような運転を実施することで、生成される霜の密度を高くし、高さ方向の成長を抑制する運転が可能となる。
【００４９】
図12A,Bに本実施の形態2による冷凍装置の制御フローの一例を示す。ある任意の蒸発温度ETで冷却運転開始後、S-1で、庫内温度検出手段11の検出値と庫内湿度検出手段13の検出値から庫内の相対湿度RHと、露点温度Tdpとを求める。S-2では、相対湿度RHを予め決められた値RH0と比較する。
【００５０】
ここで、予め決められた値RH0とは、例えば、相対湿度80%などであるが、冷凍装置を使用する環境に応じて設定しても良い。
【００５１】
S-2で相対湿度RHがRH0以上と判定された場合は、S-3で（Tdp-ET）/（Ta-ET）があらかじめ決められた値γより小さくなるような蒸発温度ETを決定して運転を実施する。ここで、予め決められた値γとは、冷凍装置の使用条件によって設定可能で、冷蔵条件であれば、例えばγ=0.7などに設定できる。例えば、空気温度0℃で露点温度-1.4℃（相対湿度90%）とすると、γが0.7より小さくなるにはET=-5℃で運転することになる。
なお、S-2で、相対湿度RHが予め決められた値RH0より小さければ、直ちにS-5に進む。
【００５２】
その後、S-4で相対湿度がRH0より低くなったかどうか判定を行い、小さくなったと判定された場合は、除湿優先の運転は終了し、S-5に移行し冷却優先の運転に移行する。なお、相対湿度がRH0より低くなっていなければ、S-3に戻る。
【００５３】
S-5では、まず、任意の蒸発温度で運転を行い、S-6で、蒸発温度が設定温度に到達したかどうか判定を行う。S-6で設定温度に到達したと判定した場合は、S-7で実施の形態1の図9のS-3と同様にサーモ・オフしない蒸発温度ETを決定して、運転を行う。なお、蒸発温度が設定温度に到達していなければ、S-5に戻る。
【００５４】
S-8では、実施の形態1の図9のS-4と同様、着霜検知手段21で検知した霜層厚さt_fが予め決められた厚さt_f0以上かどうか判定し、検知した霜層厚さt_fがt_f0以上である場合は、S-9で実施の形態1の図9のS-5と同様に、霜層厚さに応じた蒸発温度ETを決定して、運転を行う。なお、検知した霜層厚さt_fがt_f0未満であれば、S-11に進む。
【００５５】
S-10では、着霜検知手段21により検知されたフィン5aに生成された霜量が、除霜の必要な霜層厚さであるかどうかを判定し、除霜が必要と判定すれば、除霜運転に移行し、除霜運転が終了したらS-1に戻る。ここでの判断は着霜検知手段21から得られた値と予め定めた値との比較によって行うことが出来る。一方、まだ除霜が必要でないと判定したら、S-15へ進む。
【００５６】
S-11、S-12では、S-2、S-3と同様の処理を行う。S-11で、相対湿度RHが予め決めた値RH0未満と判定された場合は、S-7に戻る。一方、S-11で、相対湿度RHがRH0以上と判定された場合はS-12で、（Tdp-ET）/（Ta-ET）があらかじめ決められた値γより小さくなるような蒸発温度ETを決定し、S-13で、あらためてフィンの除霜が必要か否かを判断する。除霜が必要な場合は除霜運転を行う。除霜が不要な場合はS-14でS-4と同様の判断を行う。S-14で相対湿度RHがRH0以上と判定された場合はS-7に進み、そうでなければS-12に戻る。
【００５７】
S-15〜S-18では、図示のように、S-11〜S-14とほぼ同様の処理を行う。
【００５８】
以上のとおり、S-10、S-13、S-17では、着霜状況を実際に検知している着霜検知手段21の検出結果に基づいて除霜運転の開始判定を行うため、着霜していないのに除霜してしまうといった無駄な除霜運転を排除できる。
【００５９】
上記の制御により、庫内が高相対湿度となり霜密度が低くなる条件となっても、蒸発温度を上昇させてフィン5aに生成される霜の密度を高くし、冷却運転中における霜の積層高さ方向の成長を抑制することができる。また、冷却運転開始から除霜開始まで冷却不足を起こさない範囲で蒸発温度を上昇させ、霜層密度を高くして霜の高さ方向の成長を抑制することが可能となる。その結果、除霜間隔が延長（冷却運転時間が延長）され、除霜運転による庫内温度上昇や消費電力増大を抑制することが可能となる。
【００６０】
本発明の上記実施の形態1,2においては、図13に示すように着霜検知手段21を最も着霜量が多い箇所に配置したほうが良い。風上側の着霜量が多くなる場合は風上側、風下側の着霜量が多くなる場合は風下側に配置する。着霜量の多い側に着霜検知手段21を設置することで、より正確に能力低下を推算することが可能となる。また、このとき、図14に示すように着霜量が多い側に冷媒入口を配置し、着霜量が少ない側に圧力損失により冷媒温度が低下した冷媒出口を配置して、着霜量が多い側の蒸発温度を高くすると、霜密度をより高くすることが可能となり効果は増大する。
【００６１】
また、本発明の実施の形態1,2においては、図15に示すように、着霜検知手段21を移動可能にして、蒸発器5全体の着霜状態が検知できるようにしても良い。このような構成とすることで、偏着霜した場合にも着霜状況の誤検知が少なくなる。
【００６２】
また、本発明の実施の形態1,2においては、図16に示すように、冷媒回路中の膨張手段を電子膨張弁34とし、蒸発器5の出口に蒸発器出口温度検出手段35を備える構成としてもよい。この構成により、蒸発器5出口部の冷媒過熱度（SH）を制御可能とし、負荷が高く能力が欲しい状況では、目標冷媒過熱度SHを小さくして（例えば3[K]）、冷却能力を高めて蒸発温度をより高くするような制御としても良い。逆に、負荷が低く蒸発温度が十分高くなる場合は、冷却時の運転効率を高めるために、目標冷媒過熱度SHを大きく（例えば10[K]）する制御として、省エネ効果を高めても良い。
【００６３】
さらに、本発明の実施の形態1,2においては、蒸発温度を上げて霜密度を高くすることを目的としているが、低負荷の場合等では、圧縮機2の回転可能回転数の最小値になってしまい、蒸発温度を決定された温度まで上げることが出来ない事態も考えられる。この場合は、サーモ・オンとサーモ・オフ（サーモON/OFF）が繰り返される。サーモ・オンの場合には、圧縮機回転数を急激に上昇させてしまい、図17に示すように一次的に蒸発温度が下降し、霜密度が低くなってしまう。そこで、サーモON/OFFを繰り返す場合の圧縮機2の再起動は、図18に示すように、通常よりも回転数上昇スピードを遅くしても良い。このようにすることで、再起動時の一次的な蒸発温度低下を抑制し、高密度な霜を成長させることが可能となる。
【符号の説明】
【００６４】
１  冷凍装置、２  圧縮機、３  凝縮器、４  膨張手段、５  蒸発器、５ａ  フィン、６  凝縮器用ファン、７  蒸発器用ファン、８  圧縮機回転数検出手段、９  圧縮機回転数調整手段、１０  蒸発温度検出手段、１１  庫内温度検出手段、１２  冷凍庫、１３  庫内湿度検出手段、２１  着霜検知手段、２１ａ  発光素子、２１ｂ  受光素子、２２  制御装置、２３  蒸発器ヒータ、２４  ドレンパン、２５  ドレンパンヒータ、４０  霜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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